Хорошо знакомый с монастырскими порядками, он отчасти позаимствовал принятые в обители формы общежития. Кампанелла предложил в идеальном городе-государстве (Городе Солнца) «философский образ жизни общиной» – разумные принципы социального устройства. Таков, на его взгляд, порядок, когда отсутствует частная собственность, нет семьи, неразрывно с ней связанной, когда все общее и все исповедуют моральную максиму служения общему благу. В Городе Солнца все трудятся, включая женщин, паразитизм не допускается, а воспитание и образование подрастающего поколения тесно связаны с производительным трудом. В основу жизненного уклада жителей города (соляриев) положена наука, как ее понимал Кампанелла. За распределением материальных благ, поскольку у соляриев нет личного имущества, и даже за деторождением осуществляется рациональный контроль, основанный на научных знаниях. Во главе Города Солнца стоит пожизненно избираемый правитель, или Метафизик, – самый мудрый и сведущий во всех областях знания. В управлении государством он опирается на помощников – ученых.

В своих философских сочинениях Кампанелла демонстрировал приверженность традиции итальянской натурфилософии, переживавшей расцвет во второй половине XVI в. в трудах Телезио, Патрици, Бруно, и стал ее последним адептом. Ему были близки идеи пантеизма, отрицание авторитета Аристотеля в знаниях о природе, призыв к опыту как главной опоре в познании законов бытия. Однако Кампанелла не всегда последовательно развивал в натурфилософии идеи своих предшественников, подчас использовал методы схоластики, что особенно заметно в его сочинении «Метафизика», высоко ценил магию и астрологию. Так, выступая в защиту Галилея, он в то же время подчеркивал отличие своих позиций от теорий опального ученого и не оценил в полной мере концепцию гелиоцентризма. Заслуги Галилея Кампанелла признавал главным образом в математике.

В гносеологии Кампанелла разрабатывал сенсуалистическую теорию познания. Он сводил процесс познания к ощущениям, считая, что разумное познание от него неотделимо. «Чувственное знание более достоверно, чем всякое иное наше знание… Ощущение точно и не требует доказательств», – писал он в сочинении «О способности вещей к ощущениям». В антропологии Кампанеллы четко прослеживается гуманистическая традиция возвеличивания человека, сравнение его с Богом по силе творческих способностей и познавательной мощи. Он видел в человеке подлинного властелина природы, который возвышается над животными не только потому, что покоряет ее, но и в силу того, что становится создателем государств, религий, законов. Он называет человека «как бы вторым творцом мира» (трактат «О человеке»). Главной целью человеческого знания Кампанелла считал расширение знаний о мироздании, а для этого необходимо обновление науки – связь ее с новыми открытиями и изобретениями и отказ от веры в авторитеты.