Если на ранних этапах своего творчества Дидро стоит на позициях деизма, находясь под сильным влиянием теории Ньютона, то в более поздних произведениях его взгляды трансформируются в сторону материализма и атеизма.
Это ярко проявляется в учении о бытии, которое строится на идее материальности мира. Кроме того, преодолевая механицизм того времени, Дидро утверждает, что мир представляет собой единство материи и движения. Подчеркивая, что «все есть материя в движении», философ заключает, «что материя разнородна, что в природе существует бесконечное множество различных элементов, каждый из которых обладает, в связи с их разнообразием, собственной специфической силой, несотворенной, неизменной, вечной, неразрушимой, и что эти силы развиваются». Отсюда следует, что Дидро ближе других материалистов XVIII века подошел к идее самодвижения материи, ее внутренней активности, и видел в этом самый убедительный довод против существования Бога.
Движение, что очень важно, философ не сводил лишь к перемещению тел в пространстве и не считал механическое движение единственной и фундаментальной его формой. Он пишет: «Движение есть как в перемещающемся теле, так и в покоящемся».
В объяснении развития мира Дидро продемонстрировал эволюционистский подход, признание постепенности процесса развития природы. Он считал, что простейшие микроорганизмы возникли из неживой природы, а более сложные организмы образуются в процессе трансформации более простых предшествующих им видов. При этом философ подчеркивал, что и животные и человек являются материальными существами: «Во Вселенной есть только одна субстанция – и в человеке, и в животном». Он видит их связь также и в способности к ощущениям, чувственным восприятиям – это обеспечивает, по его мнению, как физиологическое, так и психологическое единство всего живого. Ощущения, впечатления организма удерживаются в памяти, «доходят до самосознания» и являются основой для собственно мыслительной деятельности человека. Таким образом, Дидро с позиций материализма решает вопрос о происхождении сознания.