他把春秋战国时期流行的五行说应用到历史观点上，提出“五德终始”的历史观，即整个物质世界是由金、木、水、火、土构成的，事物发展变化是通过五行相克相生来实现的；而人类社会历史的发展是一种客观必然，像自然一样。

五德终始说
        邹衍认为“五德”指五行木、火、土、金、水所代表的五种德性。“终始”指“五德”的周而复始的循环运转。邹衍常常以这个学说来为历史变迁、皇朝兴衰作解释。后来，自明太祖朱元璋始的皇朝最高统治者常常自称“奉天承运皇帝”，当中所谓“承运”就是意味着五德终始说的“德”运。 从开天辟地开始，社会按照五德转移的次序进行循环，一个朝代以一德为主，每一德都盛衰有时。德盛，朝代兴旺；德衰，朝代灭亡。所以人类社会的历史是按照五行相生相克的规律循环向前的。

大九州说
        在空间认识方面，邹衍创立了“大九州”说。他认为，“以儒者所谓中国者于天下乃八十一分居其一分耳”。“赤县神州内自有九州禹之序九州是也”。“中国外如赤县神州者九乃所谓九州也。在此九州之外，又有如此九州者九”。