蔡元定一生“于書無所不讀，于事無所不究，義理洞見大原，下至圖書，禮樂，制度，無不精妙。古書奇辭奧義，人所不能曉者，一過目輒解。”（同上）曾協助朱熹著書立說。“熹疏釋四書及為《易》、《詩傳》、《通鑒綱目》，皆與元定往復參訂；《啟蒙》一書，則屬元定起稿。”（同上）其平生問學，多寓于朱熹書集之中。撰有《大衍詳說》、《律呂新書》、《燕樂》、《原辨》、《皇極經世指要》、《太玄潛虛指要》、《洪范解》、《八陣圖說》等，其中《經世指要》、《大衍詳說》、《易學啟蒙》是易學著作。蔡元定的河洛思想主要見于《易學啟蒙》，如前所言，《易學啟蒙》是朱熹和蔡元定合作撰定的，由蔡氏起稿。其書代表了朱子和蔡氏兩人的觀點。書中也引了蔡元定的話，這些話基本的觀點是以十為河圖，以九為洛書，但兩者又相互表理，其為一理，伏羲據河圖而作《易》，出自天意。這與律呂數和干支數相類似，二者雖有別而相通。……蔡氏象數易另一個內容是對邵氏易的研究。邵氏先天之學之奧秘經過邵伯溫、王是、張行成、祝泌等人解說而顯于世。朱子對其先天易學加以闡述，解決了伏羲畫卦及先天圖排列的問題。而朱子這些成就與蔡元定是分不開的，表現在蔡元定參入了《易學啟蒙》的撰定；其中對邵氏易的看法是由蔡元定改定的。如朱熹說：“《啟蒙》中欲改數處，今簽出奉呈，幸更審之，可改即改為佳，免令舊本流布太廣也。”（《文集續集.答蔡季通》）當然其中有許多觀點與朱子不同，未寫入《啟蒙》中，如蔡氏主張伏羲先天圖與六日七分說相合，因朱子極力反對而未被采納。蔡氏研究邵氏易另一個成果是他的《皇極經世指要》。該書以《易》解說邵氏之學，皆得其要，從某些方面遠超過了邵伯溫的注釋，故而成為學者學邵氏易必讀之書。

　　南宋前中期是程朱理學臻于完善的時期，以朱熹為杰出代表的理學在這一時期達到了歷史的高峰。朱熹逝世后，著名學者黃勉齋這樣評價他在中國思想史上的地位：“竊聞道之正統，待人而后傳。自周以來，任傳道之責，得統之正者，不過數人。而能使斯道章章較著者，一二人而止耳。由孔子而后，曾子、子思繼其微，至孟子而始著。由孟子而后，周、程、張子繼其絕，至先生而始著。蓋千有余年之間，孔孟之徒所以推明是道者，既已煨燼殘缺，離析穿鑿，而微言幾絕矣。周、程、張子崛起于斯文湮塞之余，人心蠹壞之后，扶持植立，厥功偉然，未及百年，舛駁尤甚。先生出，而自周以來相傳之道，一旦豁然，如日月中天。”作為朱熹的高足和摯友，蔡元定自始至終參與了朱熹理學創建，做出了巨大的理論貢獻。生前，朱熹曾將蔡元定與著名學者張栻相提并論，給予高度評價，詩云：“風月平生意，江湖自在身。年華供轉徙，眼界得清新。試問西山雨，何如湘水春？悠然一長嘯，絕妙兩無倫。”

　　慶元四年（1198），蔡元定逝世后，朱熹三撰誄文，深致其哀。文曰：“惟君學通古今，道極淵微，精詣之識，卓絕之才，不可屈之志，不可奪之節，有不可窮之辯，有繼往開來之功，今不可復得而見之矣。”關于蔡元定在程朱理學的發展史乃至中國思想發展史上具有重要的地位，后來學者黃宗羲、全祖望做出如下中懇評價：“濂溪、明道、伊川、（橫渠），講道盛矣，因數明理，復有一邵康節出焉。晦庵、南軒、東萊、（象山），講道盛矣，因數明理，復有一蔡西山出焉。孔孟教人，言理不言數，（然天地之間，有理必有數，二者未嘗相離，河圖、洛書與危微精一之語并傳。）邵、蔡二子欲發諸子之所未發，而使理與數粲然于天地之間，其功亦不細矣。“

　　幼從父學

　　紹興五年乙卯十一月十一日（1135年12月17日）辰時 ，蔡元定生于建寧府建陽縣麻沙鎮。

　　蔡元定的父親蔡發，字神與，號牧堂，是一位造詣頗深的醫學愛好者。他常對人說：“為人不可不知地理和醫藥”，蔡發還是一位優生優育、實施胎教的先驅者，詹體仁在《蔡牧堂公墓表》中記載道：（發）“常設古今圣賢像，俾使詹氏（元定母）日夕觀之，以踵太任胎教之風。故季通（元定）生而聰睿超群，高出常兒。”元定八歲能作詩，日記數千言，承父教精研三氏(程、邵、張)之學說，幼時能深涵義理象數之學理，十九歲秉承父志，登西山絕頂，構筑書屋，忍饑吞野，刻意讀書，對天文、地理、兵制、禮樂、度數無所不通，對方枝曲學，異端邪說，能悉拔其根，辨其是非。凡古書奇辭奧句，學者不能分句，元定過目，即能梳理剖析，無不暢達。朱熹贊曰：“人讀易書難，季通讀難書易”。

　　師事朱熹

　　二十五歲到五夫向朱熹問易，朱扣其學識，見他談吐非凡，即驚奇地說：“此吾老友也，不當在弟子之列”，四方來學者，朱必讓元定考詢方能入學。朱、蔡二人師友相稱，研究學問，著書講學，長達四十年，親密無間，在學術上成為朱熹的左肱右臂。

　　乾道六年(公元1169年)，蔡元定重上西山設“疑難堂”，與朱熹在云谷的“晦庵草堂”遙遙相對。為了及時聯絡問學，故在兩山懸燈相望，夜間相約為號，燈暗表明學有難處，翌日往來解難。元定每到朱處，朱必留他數日，論學經常通宵達旦。寶佑三年，理宗皇帝為此敕建“西山精舍”，塑繪蔡元定與朱熹對座講道神像。御書“西山”巨字，由孫杭石刻于石崖上。

　　蔡元定教人以性與天道為先，自本而支，自源而流，聞者莫不興起，在西山講學，學生常常擠滿書屋內外。朱熹說：“造化微妙，惟深于理者識之，吾與季通言未嘗厭也。”學生黃干說：“開始受學晦庵，首試西山蔡公之門，從游者多矣!公之來謁，先生必留數日，往往通夕論學不昧，從先生游者，歸必過公之家，得其言論不忍去，去皆必有所得也。干之識公為最久，而荷之教最深。”

　　西山公一生不干利祿，四十不就科舉，諸臣舉薦于朝，皇帝下詔，他都堅以疾辭，一心以研究學問著書立說為已任。著有《律呂新書》、《皇極經世旨要》、《八陳圖說》等十四種書于世。

　　遇折不屈

　　慶元三年(公元1197年)，權臣韓侂胄擅政，制造“偽學之禁”指道學為“偽學”，把“四書”、“六經”定為禁書，誣奏偽黨五十九人，朱熹被打成“偽學魁首”，去職罷祠。誣蔡元定為朱熹的左右羽翼之罪，貶湖南道州編管。元定得訊，未向家人告別，即往府治報到，三子蔡沉，學生邱崇相隨，行至考亭贏州橋頭，朱熹與從學者百余人餞行，許多人感傷而泣下，元定卻泰然自若，不異平常，臨行賦詩云：“執手笑相別，毋為兒女悲，輕醇壯行色，扶搖動征衣，斷不負所學，此心天可知。”朱熹漢曰：“朋友相愛之情，季通不屈之志，可謂兩得之矣!”

　　朱熹向元定提出著《參同契》疑難，蔡當眾隨口解答如流，聽者無不欽佩。朱送元定行至馬伏“寒泉精舍”，兩人共同參訂《參同契》一書，通宵不昧。翌日開始在嚴寒風雪的氣候中，扙履步行三千里，腳為流血，抵達道州貶所，父子學生堅持讀書論學，四方學者聞之，來求學者日眾，元定不怕朝庭壓力，堅持授徒講學不倦。可謂不降其志，不辱其身的高貴品德。

　　客死貶所

　　湖南道州氣候惡烈，元定公常年抱病，百方醫治難瘉，心想解易、春秋未竟，又有洪范之數，學者久失其傳，唯元定獨心得之，然未及論著，故囑子成書曰：“淵宜紹吾易學，沉宜演吾皇極數(洪范之數)而春秋則以屬沆。”常訓諸子曰：“獨行不愧影，獨寢不愧衾，勿以吾無故得罪而遂懈。又曰：”步步守著仁、義、禮、知、信，可傳子孫。”

　　慶元四年八月初九（1198年9月11日）病逝，守臣上奏，旨許歸葬，子沉扶柩三千里以還，十一月初六，葬于建陽莒口翠嵐山之源，公元2000年海內外眾裔孫集資將西山公墓建成“西山陵園”。

　　開熹三年(公元1207年)，誅侂胄，枉者皆伸，朝廷對蔡元定平反招雪，初贈迪功郎，寶佑四年贈太子太傅謚文節。明嘉靖九年詔元定崇祀啟圣祠。

　　清康熙四十四年，圣祖仁皇帝頒賜宋儒蔡元定“紫陽羽翼”金匾。