唯物主义倾向
刘禹锡的哲学思想具有鲜明的唯物主义倾向。主要著作是《天论》三篇。在宇宙论方面，他的唯物主义思想比柳宗元更进步。关于自然与人的关系，刘禹锡提出了天与人“交相胜，还相用”的观点，具有积极的进取精神。他认为，人之所以产生唯心主义思想，是与社会现实有密切关系的。“法大行”的时候，社会上“是为公是，非为公非”，人们就不会产生祸福来自天命的思想；“法大弛”的时候，社会上是非颠倒，人不能胜天，天命论就在人间得到了宣扬的条件；“法小弛”的时候，社会上是非不清，人们就会对天命将信将疑。刘禹锡用社会实践解释天命论产生的根源，是在认识论方面的一个重大贡献。这也是刘禹锡对有神论社会根源的看法。他认为，在法大行的社会里，是为公是，非为公非，蹈道必赏，违善必罚，人们就会说，祸福决定于人的行为，与天没有关系。在法大弛的社会里，是非颠倒过来，赏恒在佞，罚恒在直，人们对不合理的现象找不到解释，就不得不把一切归之于天。他又认为，当“理明”时，人们就不会讲“天命”；当“理昧”时，就不会不讲天命。刘禹锡从法弛和理昧来解释有神论产生的根源，可谓见解独到，他指出神是人在一定条件下创造出来的，是具有积极意义的。他在所写的《天论》三篇中，力求把柳宗元与韩愈的论战深入下去，进一步探索天人关系问题。他认为，“大凡入形器者，皆有能有不能。天（自然），有形之大者也；人，动物之尤者也。天之能，人固不能也；人之能，天亦有所不能也”。天与人各有其自身的自然特点，“交相胜”，“还相用”。人虽不能干预自然界的职能和规律，但却可以利用和改造自然。
尊重自然规律
刘禹锡以自然科学为根据，补充了柳宗元的自然观。在对自然界的认识方面，刘禹锡认为整个自然界充满了有形的物质实体，天地之内不存在无形的东西。他批驳了魏晋玄学和佛教、道教关于“空”、“无”是宇宙本原的理论，认为“空”是一种特殊的物质形态，“空”不能超越物质形体而独立存在。这是对中国古代唯物主义自然观的重大发展。在关于宇宙万物的生成和发展方面，他认为万物的生长、发展是一种自然过程，动植物和人类是天地阴阳之气交互作用产生的。他还认为客观世界的发展变化有一定规律，宇宙万物是在互相矛盾和互相依存中无穷地运动发展着的。他据此建立了天人关系学说，指出天地万物各有其不同的职能和作用。自然界的职能在于生长繁殖万物，万物在生杀、壮健、衰老的自然发展过程中，遵循强胜弱败的竞争规律；人的职能在于利用自然规律和自然界所提供的物质资料，进行各种生产活动，向自然界谋取人们生活的需用品。刘禹锡提出：“天之所能者，生万物也；人之所能者，治万物也。”（《天论》上）他认为天不能干预人类社会的“治”或“乱”，人也不能改变自然界的运动规律。他还以科学知识为根据，宣传无神论，批判有神论。