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五材指自然界五种基本物质，即木、火、土、金、水。《左传襄公二十七年》载：天生五材，民并用之。水五种生产生活必需的具体的物质。《左传昭公二十五年》载：(天地)生其六气，用其五行。《左传昭公三十二年》载：天有三辰，地有五行。《国语鲁语》载：地之五行，所以生殖。其中所说的五行就是指五材。
从安阳殷墟大墓考察，半数大墓平面呈亞形。据王国维《明堂寝庙通考》考证，上古明堂宗庙平面也呈亞形。上述的亞形可分解为五个方块，分别代表五方。从文献记载看，《尚书尧典》记载舜巡狩四方，巡狩路线按五方、五行相生次序;《逸周书小开武》记载商末周初文王之巡察四方也按五方、五行相生次序。可见五方的观念在殷商时代即产生。
据《史记历书》记载：黄帝考定星历，以立五行。(《管子五行》说：昔黄帝作立五行以正天时。均认为五行是黄帝为了制定历法而创立。五行初义为五气，用于治历。《管子五行》载五行历遗义，将一年365日分为五段，以木、火、土、金、水分别统配，并重构五气流行图，按五行相生依次流转。
上古时代，星相知识较为普及。所谓三代以上，人人皆知天文。七月流火三星在天月离于华龙尾伏晨，儿童之谣也(顾炎武《日知录》)。《汉书五行之序乱，五星之变作。古人在观察天体变化的过程中，逐渐发现了肉眼可观察到的水、金、火、木、土五星有规律的运动，故曰天有五行，此五行就是指辰星、太白星、荧惑星、岁星和镇星(或填星)五星。同时古人还发现五星在宇宙中的运动规律与四时气候的变化有着密切联系，故《汉书艺文志》说：五星不失行，则年谷丰昌。
五行概念由具体事物引申扩展，逐渐发展为哲学理论，从具体的五行发展为抽象的五行。行的涵义，有学者认为，既有四通八达五方道路的名词意义，也有流行、行用、行进的动词意义。五行之行两者兼而有之，遂由之衍生出一种全新的世界观来。
五行作为哲学概念，始见于《尚书洪范》：五行：一曰水，二曰火，三曰木，四曰金，五日土。水曰润下，火曰炎上，木曰曲直，金曰从革，土爰稼穑。润下作咸，炎上作苦，曲直作酸，从革作辛，稼穑作甘。孔颖达注云：(五材)言五者，多有才干也。谓之五行者，若在天则五气流行，在地世所行用也。可见由五材易名为五行，实现了由实体到抽象的升华过程，从而标志着五行作为哲学概念的形成。五行只有抽象为五种功能属性以后，才可以作为归纳自然社会、万物万象的模型。
春秋以后，古代思想家开始探索五行之间的关系，逐步确立了五行之间存有木克土、土克水、水克火、火克金、金克木的相克(即相胜)和木生火、火生土、土生金、金生水、水生木的相生的内在联系，并广泛用于解释自然社会、万物万象之间的关系及其发展变化。这标志着五行学说的成熟。