對畢達(dá)哥拉斯來說，宇宙的奧義并不是在米利都學(xué)派研究的物質(zhì)終極實體。他認(rèn)為宇宙的終極奧義存在于永恒不變形式和關(guān)系中，而這些形式和關(guān)系都可以用量度、秩序和比例表示。同時這些關(guān)系是以數(shù)學(xué)為表達(dá)基礎(chǔ)的，因此數(shù)必定是萬物的基礎(chǔ)，一切事物都是數(shù)的表現(xiàn)、復(fù)制或者模仿。

畢達(dá)哥拉斯創(chuàng)立的學(xué)派致力于分析數(shù)中發(fā)現(xiàn)的特性，并將這些特性歸于整個宇宙。他認(rèn)為自然本身就是數(shù)學(xué)關(guān)系的結(jié)合，并且歸納了十個基本的關(guān)系組：有限與無限、奇數(shù)與偶數(shù)、一與多、左與右、雄與雌、靜止與運(yùn)動、直與彎、光明與黑暗、好與壞、正方形與長方形。其中奇數(shù)和偶數(shù)、有窮與無窮、有限與無限構(gòu)成了數(shù)和實在的本質(zhì)。

畢達(dá)哥拉斯，或者是他的授業(yè)弟子們的最出名的發(fā)現(xiàn)，就是關(guān)于直角三角形的命題，即直角三角形中兩直角邊的平方和等于斜邊的平方。但越來越多的史料表面埃及人早就已經(jīng)知道，如果一個三角形的邊長分別為3、4、5，這個三角形一定是直角三角形，但畢達(dá)哥拉斯的功績在于他做出了這個一般命題的證明。

他們還認(rèn)為所有實體物質(zhì)不能離開線和面而出現(xiàn)，但線和面卻可以離開物體而獨(dú)立存在，并且線和面形式只能通過數(shù)來表現(xiàn)，因此數(shù)不僅是宇宙對的基礎(chǔ)，也是宇宙形成的最終原因。

畢達(dá)哥拉斯學(xué)派還致力于將數(shù)學(xué)與神學(xué)結(jié)合，這種特性影響力從中世紀(jì)直至以康德為代表的近代宗教哲學(xué)。畢達(dá)哥拉斯之前的俄耳甫斯主義類似于亞洲文化中的神秘宗教，他把神學(xué)中的道德追求與不被時間影響的邏輯崇拜之間的緊密融合?？梢哉J(rèn)為，畢達(dá)哥拉斯讓理智化的神學(xué)與中東的神秘主義神論走上了兩條完全不同的道路。他的思維框架一直影響到18世紀(jì)，啟蒙主義浪潮之后，人們才能明確指出畢達(dá)哥拉斯的錯誤。羅素認(rèn)為，畢達(dá)哥拉斯在思想領(lǐng)域的影響力能超過柏拉圖，羅素指出所謂的柏拉圖主義，本質(zhì)上就是畢達(dá)哥拉斯主義的升級版，所謂只能靠智慧理解，不能靠五感感應(yīng)的永恒世界，就是從畢達(dá)哥拉斯那里起源的。如果沒有畢達(dá)哥拉斯，基督神學(xué)家就不會去探尋上帝與不朽邏輯之間的證明。但是在畢達(dá)哥拉斯身上，所有這一切還都只是隱含的言外之意。隨著人類思想的步步推進(jìn)，我們會越發(fā)清楚這一切是如何變得明朗的。

因此，畢達(dá)哥拉斯學(xué)派對于數(shù)的論述就是最早的抽象主義哲學(xué)，他們的思想不僅促成了柏拉圖和亞里士多德形而上學(xué)體系中的抽象與實體的區(qū)分。畢達(dá)哥拉斯的數(shù)論還在物理學(xué)和天文學(xué)上有很大的影響；例如著名天文學(xué)家開普勒就承認(rèn)過自己的行星理論受到了畢達(dá)哥拉斯學(xué)派的啟發(fā)。