张载认为，气有聚散两种状态，气之散是它的本来状态，那就是太虚，气之聚是它的暂时形态，那就是天地万物。气聚而为万物，万物散而为太虚，这便是气的永恒运动。气为什么能运动变化呢?他用yīn阳矛盾对立来解释。气分为yīn阳两体，由于一分为二，所以它能变化，又由于合二而一，所以它神妙莫测。张载还用他的气本体论批评了佛、道的错误，特别指出佛家把天地万物归结为人心的作用，甚至归结为“见病”(视觉差错)，是完全悖理的。张载的唯物主义和辩证法思想，在哲学史上有突出地位，但他是一位理学家，目的是为儒家伦理确立本体论的依据。理学家、心学家直接把儒家伦理设定为天理，为本心，简易直捷;张载以气为本体，由气到仁义礼智须要有中介。这个中介就是气的超越性。他指出，气虽然是万物本体，但气的本然状态——太虚，与具体事物之间有着原则的不同。太虚就是人们所说的天。太虚之气是极清的，因而是神妙的;形成万物之后，其气重浊，窒碍不通。这种自然的差别使天与地及万物截然不同，“地，物也;天，神也;物无逾神之理”(《正蒙·参两》)。“万物形色，神之糟粕”(《正蒙·太和》)。在这个基础上，张载又赋予天以伦理性，如天生物有先后顺序(天序)，物生之后有大小高下的差异与和谐的秩序(天秩)，儒家君臣父子的常规，尊卑上下的礼数就是对天序天秩认识的结果。他还指出，天不言而信，是因为它有诚的本性;天生成万物，是因为它有仁的本性。这样，儒家伦理道德的重要原则，完全在太虚——天那里找到了根据，因此遵守儒家道德规范就有了不寻常的意义，使人像天，与天合一，得到超越。
张载的人性论对理学的发展起了重要作用。他认为，人既有来自太虚的天命之性，也有来自本身形体的气质之性。天命之性对于任何人都是一样的，即诚、仁、义、礼、智、信等，但气质有清浊厚薄的不同，使人有智愚及贫富贵贱之别。他要求君子不以气质之性为性，而要尽力恢复天命之性，也就是进行道德修养。他把性分为天命、气质两种，用前者说明人性善，用后者说明现实道德水平及遭遇的差别，是孟子以来性善论的重大发展。朱熹极力称赞这个理论“极有功于圣门，有补于后学”(《朱子语类》卷四)。
在认识论与修养论方面，张载提出人的知识有两种，其一是天德良知，其一是闻见之知。前者是对太虚、仁义等哲学与伦理学问题的神秘直观;后者是对具体事物的感性认识。他肯定天德良知不是从闻见中来，而是从修养中得来，但是也不否认闻见对于产生天德良知有一定启发作用。人的认识与修养有一个从渐修到顿悟的过程。这些观点对后来的理学家有所启迪。虽然张载对理学的建立有很大贡献，但由于他没有突出天理，关于气的自然哲学又讲得比较多，受到程朱的批评，在理学中的地位比不上程氏兄弟及周敦颐。
理学的正宗与主流是程颢(公元1032—1085年)、程颐(公元1033—1107年)兄弟开创的学说(人称洛学)。二程是河南(今洛阳)人，出身官宦人家，与司马光、富弼等人相友善，反对王安石的新政，为此他们在变法时期受到打击，在后来的反复当中又遭折腾，政治上相当坎坷。他们年轻时曾经师从理学开山周敦颐，从事理学的研究和讲学之后，又与张载、邵雍相互切磋。优越的学术环境，加上本人的聪颖与努力，使他们在理论上达到前所未有的高度。
二程理论体系中最重要的概念是理或天理，他们着力阐发的就是天理论。世界上有气有理，气就是yīn阳，yīn阳的推移消长，形成世界万物的运动变化，生生灭灭。但是气之所以能够如此，是因为在它之中有一个理起支配作用。理总是与气结合在一起，气是有形的，是形而下的东西，理是无形的，是形而上的东西。理是气的所以然，是气的根据。程颐说，“所以yīn阳者是道也”(《河南程氏遗书》卷十五)。所以yīn阳者即是使yīn阳成为yīn阳的那个东西，程颐认为那是道，道就是理。万事万物各有其理，这些理是不是毫无关系呢?不是，二程指出，“万理出于一理”，(同上书卷十八)也就是说有一个最根本的理，由它生出万理。所以，归根结底，“天下只有一个理”(同上)，这个理就是儒家伦理的根本jīng神，被当作天地万物本体的仁义礼智。天理是理学王冠上的宝石，天理论的提出标志着理学建构的基本完成。在天理论基础上，二程提出人性论和格物致知论。后来朱熹以二程特别是程颐的理论为骨gān，结合其他理学前辈的学说，创造了集大成的朱子学。二程的学说将结合朱熹的理论继续阐发。
二程的哲学思想基本是一致的，但也略有不同。程颐严格区分形上形下，心属形下，与理分属两个不同层次。朱熹继承发挥了这个思想，提出性是理而心不是理，必须将心性区别开来的思想。程颢比较看重心的作用，也不大区分形上形下，这些观点受到陆九渊(号象山)和王守仁(号阳明)的赞扬，成为陆王心学的重要思想资源。
理学最重要的代表人物是朱熹(公元1130—1200年)。从北宋开始，中国封建社会进入后期发展阶段。朱熹生活的南宋，外有金人、蒙古人的压迫，内有深刻的社会危机。在他看来，只有重建儒家思想的权威，才能整饬人心，维系南宋王朝的存在。他依照程颐所开辟的理本论的道路前进，也就是把儒家道德规范上升为天理，确认天理作为万事万物本体的地位，规定天理是万物的规律，是人的价值目标。教导人们去人欲、存天理，修养道德，成为圣贤。朱熹关于理气的学说认为，世界上有理有气，理气结合，形成万物，理是生成事物的根本，气是生成事物的材料，理构成事物的本性，气构成事物的形体。理的总体就是太极，太极之理存在于每个人每件事物上，所以人人具一太极，物物具一太极，太极就是人物之性。那么太极之性究竟是什么呢?他说：“性是太极浑然之体，本不可以名字言，但其中含具万理，而纲领之大者有四，故命之曰仁义礼智。”(《朱文公文集·答陈器之》)对于三纲五常(仁、义、礼、智、信)的论证来说，王弼的本体论胜过董仲舒的神学目的论，而朱熹的以理为本又大大胜过王弼的以无为本。但是，既然宇宙只有一个太极之理，怎样解释世界的复杂性——事物之品类万殊、人间的尊卑贵贱呢?朱熹利用二程“理一分殊”说给以解释。所谓分殊指气由于偏全清浊厚薄等不同状况形成的分位的差别，如得气之偏者为物，得气之全者为人，在人之中得气之清者为圣智，得浊者为下愚，得厚者富贵，得薄者贫贱，等等。理虽然只有一个，但是它在不同分位的气中所能显露出的方面则有很大差异。这就巧妙地为万物之间的差异，主要是人间的差异找到了说明。
朱熹的心性论比较全面地解决主体(心)与作为人性的天理之间的关系问题，指示了成圣即培养理想人格之路。他赞成张载“心统性情”(《朱子语类》卷五)的观点，就是说心包括性和情两个方面，性是体，情是用，如果心使情从性(天理)上发出来，这心就是道心，这情就是善的。如果心使情从形气上发出来，这心就是人心，这情就不一定是善的。如果人心膨胀，情欲增多，乃至泯灭了道心，就成为恶。这就是说，人既有为善的根据(人性是理，是善)，也有为恶的可能(人有形体，有各种物质要求)，而人心是能动的，人究竟为善为恶全在人心的选择、决断。所以朱熹认为，要使人为善成圣，必须使道心为主宰而人心听命，“革尽人欲，复尽天理”(《朱子语类》卷十三)。