第二章では「空気」のことを解説する。水鉄砲を例にあげて空気の作用と水鉄砲の原理を解説する。さらに続けて、ポンプや「晴雨器」（気圧計）のことも説明する。また、第二章の終りで、「木挽町（こびきちよう）汐留（しおどめ）の三河屋綱吉（つなきち）という小間物屋」が持ってきた、「夏の衣服に霧吹く道具」を例にあげて、空気の作用がこのような身近な道具にも備わっていることを示す。このように非常に身近で些細なことを例にして空気の「理合」（原理）を説明した後で、「都（すべ）て世の中の物事は、大小に拘（かかわ）らず、道理を考えずしてその儘（まま）に捨（すて）置けば、その儘のことにて、面白くもなく珍しくもあらざれども、よく心を留（とめ）てこれを吟味するときは、塵芥一片（ちりひとは）、木葉一枚のことにてもその理あらざるはなし。故に人たるものは幼きときより心を静（しずか）にして、何事にも疑（うたがい）を起し、博（ひろ）く物を知り、遠く理を窮（きわめ）て、知識を開かんことを勉（つと）むべし。徳誼（とくぎ）を修め知恵を研（みが）くは人間の職分なり」と科学する心得を述べている。
第一章では「温気」（温度と熱）のことを解説する。「温気」の源として第一に「日輪」（太陽）をあげて、ガラスのレンズで太陽の光を集めて物を焼く実験を解説する。続けて、第二には物の調合（化学反応）、第三には摩擦熱や火打ち石のことを、第四には「えれきとる」のことを落雷を例をあげて説明する。最期に温度計のことを図示して解説する。水が沸騰すると華氏212度になり、氷だと華氏32度になり、氷を粉にして塩をまぜると華氏0度になると解説する。
本書は洋書の翻訳でありながら、翻訳調ではなく分かりやすい日常語を使用して、図を多用し、子供や女性にも理解しやすいように配慮されている。そのため小学校の教科書にも使用されることとなった。最後に翻訳の原書を7冊あげて読者の参考としている。
最初に、西洋人の説として、何事においても（特に科学技術において）その原理原則を知らないで単に結果を受取るだけでは「馬の秣（まぐさ）を食い、その味（あじわい）を知てその品柄（しながら）を知らざるが如（ごと）し」と述べて、原理から物事の仕組みを知ることの重要性を説く。続けて、「苟（かりそめ）にも人としてこの世に生れなば、よく心を用いて、何事にも大小軽重に拘（かか）わらず、先（ま）ずその物を知りその理を窮め、一事一物も捨置くべからず」と、科学する心と物理の重要性を説く。
福澤は1867年（慶応3年）に幕府の軍艦受取委員の小野友五郎の随員として二度目のアメリカ合衆国への渡航をはたした。この際、大量の書物を購入し、その中に、『英版チャンブル窮理書』（Chamber's educational cource, Natural Philosophy, for use in schools, and for private instruction, London ＆ Edinburgh）や『米版クワッケンボス窮理書』（G.P.Quackenbos, A Natural Philosophy, New York）等の7冊の物理学、博物学、地理学の書物が含まれていた。これらの書物から適当な部分を選択して翻訳し、西洋の事物を日本の事物に置き換えて翻案することにより本書は成立した。
大阪府出身。東京帝国大学文学部卒。神奈川師範学校、東京大学附属中学校（東京大学教育学部附属中等教育学校の前身）教師、早稲田大学助教授を経て、1953年に教授。1991年、定年退任、名誉教授。左翼的な立場から、小・中学校の社会科教科書の編集、執筆を行い、教育科学研究会や民間教育団体連絡協議会などの民間教育運動に参加。
プロローグでも説明されているように、1950年代当時一般的だった異星人のステレオタイプである、「リトル・グリーン・マン」そのままの姿をしている。全身がエメラルドグリーンで、ダークグリーンの服を着、同じ色の靴を履いている。身長は個体差があり、最大3フィート（約90センチメートル）から最小2フィート3インチ（約69センチメートル）程度。人間の体形と比較すると、手足がひょろ長く胴が極めて短い。頭は球形に近く、口と鼻は人間のそれの2倍もある大きさであり、目と耳は小さい。手の指は6本ある。性別があるかどうかは不明。「クイム」（kwim）という瞬間移動能力を持ち、火星から地球まで一秒もかからずに移動することができる。また、透視能力を持っているうえに覗き見の趣味があるため、彼らの前で秘密を守ることはできない。物理的実体が存在しないらしく、地球人が直接手で触れることはできず、レーダーで捕捉することもできない。その一方で、声を発し、その声を録音することができる、ドアをノックする、写真にはっきり写るなど、なんらかの物理的実体が存在する兆候も見せる。名前を用いる習慣がなく、アメリカ人に対しては、相手構わず、男性には「マック」（mack）、女性には「トゥーツ」（toots）と呼びかける（どちらも、名前を知らない相手に対して呼びかける際に用いる俗語。他国の場合は、同様の俗語表現を用いる）。地球人の言葉は、どんな言語でも数時間で完璧に習得することができる。身長と知能程度には多少の個体差が認められるが、性質は全く同じで、例外なくおしゃべりで口が悪く、喧嘩好きで不作法なひねくれ者であり、地球人に対するいやがらせのみを目的として行動している。火星人は嘘をつけないのではないか、と推定した科学者に対して「おれには嘘がつけるぜ」と言って混乱させた。地球に来た目的は、彼らがまともに説明しようとしないため一切不明。彼らが本当に火星から来たのかどうかも確認されていない。