Der teils auf platonisch-aristotelische, teils auf stoische Prinzipien zurückgehenden dynamischen Anschauung tritt die stoffliche Analyse zur Seite, welche einerseits auf naturphilosophischen, anderseits auf anatomischen Vorstellungen beruht.
Ebenso wie in den übrigen Systemen der Antike wird auch in dem galenischen die Idee der Korrespondenz zwischen Makrokosmus und Mikrokosmus durchgeführt. Den vier Elementen, Feuer, Wasser, Luft und Erde, bezw. den vier ersten Qualitäten, dem Warmen, Kalten, Feuchten und Trocknen, entsprechen die vier Kardinalsäfte, das Blut, der Schleim, die gelbe und die schwarze Galle. Im Blute sind die Grundstoffe gleichmäßig gemengt, es wird durch die ersten Qualitäten hervorgebracht, in den drei übrigen Säften überwiegt ein Element, und zwar im Schleim das Wasser, in der gelben Galle das Feuer, in der schwarzen Galle die Erde. Die sinnlich wahrnehmbaren, sogenannten zweiten Qualitäten, d. h. die verschiedenen Arten des Geschmacks, des Geruchs, der Härte und Weichheit, der Nässe und Kälte, der Wärme und Trockenheit sind die Folge der verschiedenen Mischung der Elemente (bezw. der ersten Qualitäten). Mischung ist Bewegung; das Produkt der Mischung, der endliche Gleichgewichtszustand heißt das Temperament.
Vom anatomischen Gesichtspunkte lassen sich die Gebilde des Körpers sondern: in gleichartige und ungleichartige (ὁμοιομερῆ καἰ ἀνομοιομερῆ) Teile. Zu den ersteren gehören die Bänder, Sehnen, Knochen, Nerven und Blutgefäße, zu den letzteren die Organe. Jedes Körpergebilde hat sein Temperament; die roten, warmen, mehr weichen und feuchten Teile entstammen dem Blute, die weißen, kalten, soliden und trockenen dagegen dem Samen.
Hinsichtlich der Frage, ob die vom Pneuma getragenen, an die Grundstoffe gebundenen, vitalen Kräfte etwas Primäres sind oder bloß das Resultat der Mischung darstellen, schwankt Galen. Ebenso hält er auch das Problem der Seele unlösbar, doch ist er wegen der großen Abhängigkeit des Psychischen von physischen Verhältnissen eher zur Annahme geneigt, daß die seelischen Funktionen das Produkt der elementaren Mischung ausmachen. Hiermit hängt auch die Dreiteilung der Seele zusammen. Das Vermögen, zu schließen (ψυχὴ λογιστική), sitzt im Gehirn, das Gemütsleben (ψ. θυμοείδης) im Herzen, das Begehrungsvermögen (ψ. έπιθυμητική) in der Leber.
Die Anwendung dieser allgemeinen Ideen auf die Theorie des gesunden und kranken Lebens erheischte als Ergänzung direkte Untersuchungen über den Bau und die Funktionen des menschlichen Körpers.
Galen, der Schüler der Alexandriner, der Nachfolger trefflicher Meister der Zergliederungskunst, namentlich des Marinos, hat sich zeitlebens mit der Anatomie beschäftigt, die schon vor ihm bekannten Tatsachen zusammengefaßt, manches verbessert und nicht wenig Neues gefunden. Seine Anatomie blieb maßgebend für viele Jahrhunderte, leider war sie aber vielfach unrichtig und zwar, abgesehen von der technischen Unvollkommenheit und Ungenauigkeit, aus zwei Gründen. Erstens stützte sie sich lediglich auf die Zergliederung von Tieren, deren Ergebnisse Galen kurzweg auf den Menschen übertrug, zweitens wurde sie nicht unbefangen betrieben; sie bildete nicht den Ausgangspunkt für die Physiologie, sondern mußte sich mehr oder minder gewaltsam der physiologischen Spekulation fügen. Darum finden sich in der galenischen Anatomie neben vortrefflichen Beschreibungen z. B. der Knochen und ihrer Verbindungen, der Bänder, zahlreicher Muskeln (auch Kaumuskeln, Muskeln der Wirbelsäule, Platysma myoides, Interossei, M. popliteus, Ursprung der Achillessehne etc.), des Herzens und der Gefäße, des Nervensystems (Teile des Gehirns, Gehirnnerven, Verlauf des Facialis, Verbindung desselben mit dem Trigeminus, Vagus, Rami recurrentes) - sehr viele Fehler, z. B. Os incisivum, Rete mirabile, Poren in der Herzscheidewand, vier Leberlappen, doppelter Gallengang, Zweihörnigkeit des Uterus etc.
Zur Untersuchung menschlicher Körper fand sich für die Forscher nur höchst selten Gelegenheit. Galen selbst war nur zweimal durch Zufall in den Besitz menschlicher Skelette gelangt, einmal handelte es sich um einen Leichnam, der durch einen Fluß aus seinem Grabe herausgeschwemmt worden war, das andere Mal um die Leiche eines erschlagenen Räubers. Die Erlaubnis, getötete feindliche Krieger sezieren zu dürfen, kam der Wissenschaft kaum zu gute, da die technisch ungenügend vorgebildeten Aerzte, welche das römische Heer begleiteten, aus den Sektionen keinen Gewinn zu ziehen vermochten. Galen sezierte vorzugsweise solche Affenarten, die dem Menschen ähnlich sind, sodann Bären, Schweine, Einhufer, Wiederkäuer, einmal einen Elefanten, außerdem Vögel, Fische und Schlangen. Er benützte den Befund von menschenähnlichen Tieren skrupellos für die menschliche Anatomie; bei der Beschreibung des menschlichen Darmkanals erlaubte er sich einen Kompromiß zwischen dem Verhalten desselben bei Fleisch- und Pflanzenfressern, das Rückenmark ließ er bis an das Ende des Wirbelkanals ziehen u. s. w. Galen empfahl ausdrücklich ein fleißiges, planmäßiges Studium der Anatomie, „die man nicht allein aus Büchern oder durch flüchtiges Anschauen erlernen könne“; er erklärte das anatomische Wissen für eine wichtige Grundlage der Medizin und namentlich der Chirurgie, meinte aber, daß nicht das mechanische Präparieren als solches, sondern die topographische und physiologische Betrachtung die Hauptsache ausmache. Er blieb nie bei den reinen Tatsachen stehen, sondern trug mit Vorliebe Spekulationen, vergleichende Gesichtspunkte, Analogieschlüsse in die Anatomie, wobei er allerdings manchmal treffende Gedanken hatte; dahin gehört z. B. die Behauptung, daß die Netzhaut und der Olfactorius Teile des Gehirns darstellen, daß die männlichen und weiblichen Genitalorgane einander entsprechen (auch den Nebenhoden sollte ein fiktives Organ entsprechen).
Osteologie. Unterscheidung markhaltiger und markloser Knochen, Kenntnis der Apophysen, Epiphysen, Diaphysen, des Periosts. Zwei Arten von Gelenksverbindung: Diarthrose und Synarthrose (mit Unterabteilungen), Knorpel, Bänder. Schädel als Ganzes betrachtet (Beschreibung nach dem Tierskelett). Kenntnis der Bestandteile und Nähte (Gesichtsteil ungenauer, Annahme eines Zwischenkieferknochens). Trotz mancher Mängel im ganzen gute Schilderung des Knochensystems und der Gelenke. Myologie: Fortschritte gegenüber den Vorgängern, Einführung einiger neuer Benennungen (Platysma myoides [von Galen entdeckt], Deltoideus, Diaphragma, Interkostalmuskeln, Bauchmuskeln); Beschreibung der Muskeln des Kopfes, Halses, Brustkorbs, des Psoas, der Kremasteren, des Sphincter ani, eines Blasenmuskels; flüchtige Schilderung der Rücken- und Gliedermuskeln (doch werden M. interossei, M. popliteus, Insertion der Achillessehne angegeben). Angiologie: Die Verzweigung der Venen (auch das Pfortadersystem) wird eingehend und richtig geschildert, oberflächlicher ist dagegen die Beschreibung der Arterien. Das Herz (Ursprungsstätte der Arterien) gilt als muskelähnliches, nervenloses Gebilde; Perikard, Klappen, Sehnenfäden und Kranzadern, das Foramen ovale des fötalen Herzens sind Galen bekannt. Hingegen kennt er die Venenklappen nicht und legt auch der Carotis des Menschen ein Rete mirabile bei. Die Venen sollen nur aus einer Haut bestehen (den Arterien werden bereits drei Häute zugeschrieben). Neurologie: Beim Gehirn (das mit der Dura und Pia mater bekleidet ist) sind als Teile zu erkennen: der Balken, die beiden Vorderkammern, der 3. und 4. Ventrikel mit Aquaed. S. Fornix, Vierhügel, Zirbeldrüse, Proc. cerebelli, Wurmfortsatz, Calam. scriptor., Trichter, Hypophysis und Infundibulum. Die Nerven zerfallen in weiche, harte und in solche von mittlerer Beschaffenheit; die weichen (Empfindungsnerven) entspringen aus dem Gehirn, die harten (Bewegungsnerven) aus dem Rückenmark, die übrigen (gemischten) aus dem verlängerten Mark[18]. Von Gehirnnerven werden sieben Paare beschrieben: I. der Sehnerv (Chiasma bekannt), II. Augenmuskelnerv, III. der „weiche“ Nerv, 1. Ast (von Galen entdeckt) für Kaumuskeln und Zahnfleisch, 2. Ast „Geschmacksnerv“, IV. „Gaumennerv“. V. zerfällt in den Acusticus und in einen Nerv für das Platysma myoides, VI. zerfällt in den Vagus (mit dem von Galen entdeckten Recurrens), in den Accessorius und in einen Ast für die Schulterblattmuskeln, VII. Zungenmuskelnerv. Der Olfactorius gilt nicht als Nerv, sondern als Fortsetzung des Gehirns: Abducens und Patheticus sind unbekannt. Verlauf des Vagus und Sympathicus verworren geschildert, dagegen Verlauf der Recurrentes, der Ansa Galeni und die Ganglia cervical. sup. et infer. coeliac. gut beschrieben. Von den Spinalnerven (50 oder 60) sind nur die 8 Halsnerven genauer, die übrigen flüchtig angeführt; die Hals- und Lendenanschwellung, die Spinalganglien sind nicht erwähnt. Sinneslehre: Am Auge werden 5 Häute (Bindehaut mit Tenonscher Kapsel, Leder- und Hornhaut, Ader- und Regenbogenhaut, Netzhaut, vordere Linsenkapsel) und 4 Flüssigkeiten (Kammerwasser, Sehsubstanz, Linse, Glaskörper) unterschieden. Die obere Tränendrüse (Glandula innominata Galeni) war jedenfalls bekannt, der untere Tränenpunkt galt als Austrittsstelle der Tränen. Höchst anerkennenswert bleibt es, wie Galen die Bewegung der Augenmuskeln erörtert und nach optischen Gesetzen den Sehakt analysiert. Das Chiasma, dessen Nutzen in der Verhütung des Doppeltsehens bestehe, hielt er nicht für eine Durchkreuzung, sondern nur für eine Nebeneinanderlagerung der Sehnerven. Die Angaben über den Bau des Gehörorgans sind noch verworren. Splanchnologie: Im wesentlichen richtig, aber unvollständig ist die Beschreibung des Kehlkopfes (Schildknorpel, Bingknorpel, Gießbeckenknorpel, Stimm- und Taschenbänder). Die Schilderung der Eingeweide ist innig mit der teleologischen Physiologie verknüpft, und da die Verhältnisse an Tieren der Beschreibung zu Grunde liegen, vielfach fehlerhaft.
Als Konsequenz der platonisch-aristotelischen Weltanschauung mit ihrer stark ausgeprägten Teleologie bedeutet die galenische Physiologie im Grunde nichts anderes, als eine mit allen damals möglichen Hilfsmitteln unternommene Beweisführung größten Stils zu Gunsten des Zweckmäßigkeitsgedankens. Der Körper ist nach dem Vernunftplane des höchsten Wesens geschaffen; die Struktur der Organe richtet sich nach den präexistierenden Zwecken.
Galen hat auf einzelnen Gebieten der Physiologie Treffliches geleistet, sowohl was den Reichtum der Beobachtungen, den Scharfsinn der Auffassung und selbst die Technik der Untersuchung anlangt — der große Arzt aus Pergamos kann geradezu als Schöpfer der Experimentalphysiologie bezeichnet werden —, da er aber äußerst selten unbefangen an die Tatsachen herantrat und mit den exakten Ergebnissen gewöhnlich aprioristische Spekulationen verknüpfte, beraubte er sich meistens selbst der schönsten Resultate und verfehlte sogar in Fundamentalfragen das Ziel.