这是具有朴素唯物主义和辩证法的思想因素。他把历史看成常变的，认为没有万世长存的王朝，这是合理的，但忽视了历史变革的社会和经济原因，将至归结以神秘的天意，并且是循环论，这就陷入了迷信的泥潭。邹衍的阴阳五行思想对后代哲学，医学，历法，建筑等领域影响很大，尤其是在汉代被董仲舒的新儒学所吸收，成为支持“君权神授”的学说的理论框架。
邹衍还有一个重要学说，即大小九州说。
邹衍说：“所谓中国者，于天下乃八十一分居其一分耳。中国名曰赤县神州。赤县神州内自有九州，禹之序九州是也，不得为州数，中国外如赤县神州者九，乃所谓九州也。于是有裨海环之，人民禽兽莫能相通者，如一区中者，乃为州。如此者九，乃有大瀛海环其外，天地之际焉。”但仔细推敲，《史记》所说“中国……于天下乃八十分居一分”之说，可能有误。
关于此问题，杨希枚先生认为，“华夏外如赤县神州者九”，其中“九”应为八之误。因为只有这样才能得出华夏为世界的“八十一分居其一分”的结论。如不改“九”为“八”，则赤县神州再加以外的九州就是十州，而不是九州。十州之内，按赤县神又分九州计算，则世界共九十州，中国当为世界的九十分之九，而非八十分之一。
不过，这里的问题不必深究，我们可以作如下解释：“九”在古书中常常泛指多数，并非如今人所说的实数。而邹衍的大九州说，本来出于想象，大可不必认真计较其实有州数。
王梦鸥《邹衍遗说考》认为，邹衍大九州说是“以阴阳五行的原理来解释方舆”，“因此原本只是五州，经其后学之手，才成了九州”。
我们认为这只是一种推理，不一定符合实际。因为九州之说，在先秦早已有之，《禹贡》、《周礼·职方》都有九州之说，《逸周书·成开》也记载：“地有九州，别处五行。“邹衍的大九州说是总结这些地理知识，加上他的想象而成的。
邹衍的大九州说在战国时代确是惊世骇俗的。而我们认为，邹衍对古代地理学有相当大的贡献。他反映了战国时期人们对华夏和世界地理的知识和推测，认为华夏只是世界的一小部分。此说之形成，与齐国东临大海不无关系。这就自然容易引起人们对海外世界的遐想。
据《汉书·艺文志》，邹衍着了《邹子》49篇和《邹子终始》56篇。
《史记·卷074·孟子荀卿列传》则说他着作“《终始》、《大圣》之篇十余万言”，还有一本《主运》。司马迁《史记》中列他为稷下诸子之首，说“驺衍之术，迂大而宏辨”。
司马迁在《史记》中把他列于稷下诸子之首，称“驺衍之术，迂大而闳辩”。邹衍到过赵、魏、燕等诸侯国，均受到各国国君礼遇。