Произведения Архелая не сохранились; о его доктрине мы знаем из трудов Диогена Лаэртского, Симпликия, Псевдо-Плутарха и Ипполита. Архелай утверждал, что воздух и бесконечность — принципы всех вещей. Псевдо-Плутах предполагает, что он имеет ввиду безграничный воздух; также этим своим положением он исключает нус из творения мира. Если так, он отказывается от большей части доктрины Анаксагора, придерживается материалистической позиции, что души возникают из воздуха. Всё же он признаёт нус причиной всех вещей, и с подобным объяснением соглашается Симпликий.
Космология Архелая основана на причине движения в противопоставлении горячего и холодного. Согласно замыслу материального нуса, это противопоставление разделило огонь и воду, и создало вязкую массу земли. Со временем земля стала твёрдой, под воздействием тепла влага испарилась и появились животные, которые сперва питались грязью, из которой они возникли, постепенно размножаясь и приобретая свой вид. Люди также появились сперва из низших форм. Все животные были наделены разумом, но люди отделились от других видов, основали общество и установили законы.
Согласно Архелаю, Земля плоская, но поверхность вогнута по направлению к центру, поскольку если бы она была абсолютно ровной, солнце всходило бы и заходило бы везде одновременно. Он говорил, что Солнце является самой большой из всех звёзд.
