关于宇宙的构成，柳宗元认为：“庞昧革化，惟元气存，而何为焉？”这就是说，宇宙是由混沌的、庞大的、没有意志的、运动着的元气构成的。他还进一步认为：元气是天和阴阳二气的基础，“合焉者三，一（元气）以统同，吁炎吹冷，交错而动”，从而形成了千变万化的物质世界。
关于宇宙的大小，《天问》问道：“斡维焉系？天极焉加？”是问天不停的运转，是否有绳子系着，又系在何处，天的边际又放在何处？《天对》回答说：“乌傒系维，乃縻身位。无极之极，漭弥非垠。或形之加，孰取大焉。”就是说，天没有边际，广大无限，怎么能找一个更大的东西来放置天呢？
柳宗元被贬永州后，又写了《非国语》67篇及《时令论》等文章，系统地阐述自己的唯物主义见解，批判神学迷信思想。如柳宗元在《非国语·三川震》中讲到周幽王二年，三川发生地震，伯阳父认为是周亡的预兆，柳宗元认为：山川是天地间的“物”，“阴与阳者，气而游乎其间者也，自动自休，自峙自流”，是不以人的意志为转移的。山崩地震是“自崩自缺”，是与人事没有关系的，为什么要互相联系起来呢？柳宗元在《非国语·卜》中还教人不要相信占卜迷信；在《贞符》中教人不要相信“符瑞”；在《时令论》中指出：“圣人”是不侈谈神怪而注重人事的；在《非国语·神降于莘》中还进一步指出：“力足者取乎人，力不足者取乎神。”说明那些鼓吹神道的，正是力量虚弱的表现。