Es posible que el pensamiento platónico tuviese una amplia gama de elementos teológicos o religiosos. Estos elementos podrían ser la base de sus planteamientos ontológicos, gnoseológicos, políticos y epistemológicos. Incluso, en el diálogo Timeo Platón presenta una teoría cosmogónica y religiosa.

Esta religión fue seguramente adoptada de Sócrates y debe tener relación con el juicio (debido a que en la exposición de motivos al castigo se encuentran el corromper a la juventud y la asebeia (ἀσέβεια, asébeia): traer nuevos dioses y negar los ya existentes). Probablemente contenía elementos monoteístas (presentes en la “Verdad” máxima o el “Bien” máximo que se encuentra en sus teorías ontológicas y políticas) y órficos (debido a la reencarnación del alma). En sus diálogos de juventud, Sócrates aparece defendiendo ciertas creencias religiosas como que los dioses son completamente buenos y que nadie sabe realmente qué sucede después de la muerte.

Las teorías teológicas de Platón posiblemente eran esotéricas (secretas). Incluso en la Carta VII Platón afirma: «No hay ni habrá nunca una obra mía que trate estos temas […] Cualquier persona seria se guardaría mucho de confiar por escrito cuestiones serias, exponiéndolas a la malevolencia de la gente» (341c). Estos comentarios de Platón hacen pensar que aquello que dejó en escrito no es, para él, suficientemente “serio”. Según confesiones de Aristóteles en Sobre el bien, el estarigita no tenía acceso a estas doctrinas, a diferencia de Epeusipo y Jenócrates –lo cual daría una idea de porqué Aristóteles no adoptó la Academia–.

En el Fedón, Platón relata como Sócrates estaba ilusiando por la tesis de un mundo ordenado por una Inteligencia de Anaxágoras pero le disgustaron sus explicaciones puramente mecanicistas, prefiriendo así explicaciones teleológicas. Esta distinción entre causas materiales y finales la expondrá más adelante Aristóteles.

En los diálogos de Platón se discuten varios temas y conceptos metafísicos como el ser, la existencia, la naturaleza, el alma y el cuerpo. En su teoría de las formas, Platón decía que la realidad solo puede ser entendida por la comprensión racional de formas o ideas universales abstractas. Cada idea es única e inmutable; al contrario, las cosas materiales son múltiples y cambiantes, siendo solo unas “sombras” de esas formas ideales. En los Libros VI y VII de la República, Platón utiliza diversas metáforas para explicar sus ideas metafísicas y epistemológicas: las metáforas del sol, la muy conocida “alegoría de la caverna” y, la más explícita, la de la línea dividida. En su conjunto, estas metáforas transmiten teorías complejas y difíciles; esta, por ejemplo, la Idea del Bien, a la que tiene como principio de todo ser y de todo conocer. La Idea de Bien realiza esto en la manera similar que el sol emana luz y permite la visión de las cosas y la generación de estas en el mundo perceptivo

El platonismo ha sido interpretado como una forma de dualismo metafísico, a veces referido como realismo platónico o exagerado. De acuerdo a esto, la metafísica de Platón divide al mundo en dos distintos aspectos:

El mundo inteligible, que reside el auténtico ser, inmutable, de formas u objetos abstractos;
El mundo sensible, que vemos alrededor nuestro en forma perceptiva, cambiante y copia imperfecta de las formas inteligibles o Ideas.
Platón estableció así el dualismo fundamental de la filosofía, la distinción entre idealismo y materialismo, entre esencias eternas abstractas y existencias efímeras concretas, entre el ser parmenideano y el cambio heráclito.[93]​ Esta división ontológica lleva también a Platón una dualidad en su antropológica y epistemológica.

A pesar de muchas críticas sobre su dualismo, Platón se refiere en el Timeo a un único universo donde se encuentra tanto la materia sensible como las formar inmateriales (ver Cosmología). A modo pedagógico desdobla el universo en dos y, como quien saca una foto de un paisaje, describe una realidad compleja en dos dimensiones. Así, quien mira el paisaje se dará cuenta que es imposible que el paisaje ‘sea’ meramente lo que la fotografía muestra. Sin embargo, un objeto natural no es propiamente un copia “fotográfica” de las Ideas (pues éstas pertenecen a un orden distinto del de las cosas físicas) sino más bien una imaginativa y simbólica transmisión de éstas.