Свои взгляды излагал в стихотворной форме. Ксенофан – сатирик и полемист, ниспровергатель всех авторитетов эллинской культуры. Основное произведение – Силлы (Сатиры) в 5 книгах, направленное «против всех поэтов и философов» его времени, прежде всего против Гомера и Гесиода и их антропоморфных богов. Мифологическому политеизму Ксенофан противопоставляет концепцию единого бога, «наивеличайшего среди богов и людей, не похожего на смертных ни телом, ни разумом»; «он весь целиком видит, весь целиком мыслит, весь целиком слышит», правит миром «силой ума» и вечно пребывает неподвижным. Поскольку бога Ксенофан считал тождественным миру, его учение является вариантом пантеизма. По Ксенофану, достоверным знанием обладает только бог; человеческое знание не выходит за пределы субъективного «мнения» и имеет только вероятностный характер. В сочетании с критикой всех философских систем этот тезис делал Ксенофана в глазах античных скептиков предтечей скептицизма. Как странствующий учитель «мудрости», а также по своим просветительским установкам, этическому утилитаризму, гносеологическому релятивизму и полемическим приемам Ксенофан напоминает софистов 5 в.