Философией Хайям занимался не столь углубленно, сколь точными науками, и объем его трудов в этой области невелик. Философские трактаты его немногочисленны и лаконичны – большинство из них было создано автором в ответ на просьбы разных светских и духовных лиц изложить в доступной форме ключевые вопросы мироздания и человеческого бытия. Естественно, что в этой области знаний Хайям не создал целостной концепции, однако, по отзывам специалистов, его работы отличаются строгостью научных суждений и оригинальностью догадок и гипотез. Будучи последователем Авиценны, в своих философских построениях Хайям в основном следовал его системе, излагая основы средневековой «царицы наук» в соответствии с положениями главного энциклопедического труда своего учителя – «Книги об исцелении». Любопытно, что в области научного языка Хайям выступил новатором. Переведя одно из философских сочинений своего учителя с арабского на персидский, он попытался тем самым нарушить монополию арабского языка в сфере средневековой мусульманской учености и заложить основы персидской научной речи.
В учениях восточных аристотелианцев (перипатетиков), к числу которых принадлежали и Авиценна и Хайям, достаточно легко уживались элементы разных философских систем, таких, как неоплатонизм, пифагорейская мистика чисел, стоицизм и т. д. По мнению современных историков философии, Хайям по сравнению со своим предшественником Авиценной усилил материалистическую составляющую в своих теоретических построениях. Именно это послужило причиной обвинений в адрес ученого в последний период его жизни, а также позволило средневековым теологам начиная с XIII века причислять его к философской школе «натуралистов» (дахри), как называли тогда на мусульманском Востоке материалистов или атеистов. Умонастроения Хайяма-философа достаточно четко прослеживаются в его трактатах, однако сложный язык научной прозы позволял автору оставаться неуязвимым для мусульманской ортодоксии, которая всегда чувствовала в его идеях угрозу. Когда в исторических свидетельствах встречаются рассуждения о Хайяме как о человеке, опасном для людей веры, вероятнее всего, имеются в виду его четверостишия, в которых те же идеи и умонастроения выражены гораздо более ярко и откровенно. Судя по всему, ученый сочинял стихи на протяжении всей своей жизни, адресуя их лишь самому себе и чрезвычайно узкому кругу ближайших друзей и учеников. Тому, что тайные стихотворные опыты Хайяма в конце концов стали достоянием гласности, он, очевидно, обязан самой форме рубаи. Персидское четверостишие по самой своей природе предназначено для устного распространения и бытования, поэтому наш выдающийся отечественный востоковед Е. Э. Бертельс назвал его «одной из наиболее летучих форм персидской поэзии». Если речь идет о рубаи, то «утечка информации» возникает практически сама собой, поскольку, по словам того же Е. Э. Бертельса, эта поэтическая форма «выполняет в Иране до известной степени роль нашей частушки».