밀레토스 학파(Milesian School)는 기원전 6세기에 성립된 고대 그리스 최초의 철학 학파이다. 이 학파는 아나톨리아(현재의 튀르키예) 서해안의 에게 해 연안에 위치한 이오니아 지방의 항구 도시 밀레토스(Miletus)를 중심으로 형성되었으며, 탈레스(Thales)가 창시하고 아낙시만드로스(Anaximandros)와 아낙시메네스(Anaximenes)로 학풍이 이어졌다. 이들의 활동 시기는 소크라테스와 플라톤보다 백 년 이상 앞선다.
이 학파는 세계가 어떻게 이루어져 있는지에 대해, 자연 현상을 신들의 의지에 의한 것으로 설명하던 당시의 지배적인 관점에 반하여 새로운 견해를 제시하였다. 이들은 자연 현상에 주목하고 그 바탕에 있는 만물의 근원을 설명하려 하였기에 자연 철학으로 분류된다.
밀레토스 학파의 철학자들은 모든 것의 본질적 물질, 즉 아리스토텔레스가 아르케(archē)라고 부른 원리를 정의하고자 하였다. 세계는 이 본질적 물질로부터 형성되었으며, 이 물질은 모든 것의 원료라고 보았다. 탈레스는 이 근원을 물이라고 보았으나, 이는 불과 같은 일부 사물에 대해서는 설명하기 어려웠다. 아낙시만드로스는 보이지 않고 정의되지 않은 원소를 선택하여 이를 아페이론(apeiron, "한계를 가지지 않음"이라는 의미)이라고 불렀다. 그는 전통적인 네 원소(물, 공기, 불, 흙)가 서로 대립하여 소멸시키는 관계에 있다면 안정적인 원천적 형태가 될 수 없다고 추론하고, 그로부터 다른 모든 것이 생성되는 진정한 원소가 있어야 한다고 주장하였다. 아낙시메네스는 아페이론의 특정되지 않은 성질에 대한 비판을 반영하여, 이를 더욱 명확하지만 여전히 애매한 원소인 공기로 정의하였다. 그는 공기가 다른 원소나 물질로 변화할 수 있다고 주장하였다.
우주론에 있어서도 세 철학자는 서로 다른 견해를 보였다. 탈레스는 땅이 물 위에 떠 있다고 생각하였다. 아낙시만드로스는 땅을 속이 빈 불로 채워지고 태양과 별로 나타나는 구멍이 뚫린 동심원의 바퀴로 구성된 우주의 중심에 놓았다. 아낙시메네스는 태양과 달이 별들이 고정되어 있는 하늘의 덮개를 순회하는 평평한 원판이라고 보았다.
밀레토스 학파는 서양 철학 및 자연과학의 기원으로 평가되며, 신화적 세계관에서 벗어나 자연을 합리적으로 설명하려 한 최초의 시도로 학술사적으로 중요한 위치를 차지한다.
