Incepand cu secolul VI i.e.n. grecii au studiat miscarea astrilor, forma cerului si a Pamantului, si de la ei se pastreaza pana astazi denumirile stelelor si ale constelatiilor, dintre care cele mai celebre sunt urmatoarele: Orion (numele marelui vanator din mitologia greaca), Canis Major (cu cea mai stralucitoare stea, Sirius), Canis Minor, Lepus si Taurus, Perseus, Andromeda si Cassiopeia. Grecii au fost primii care au incercat sa explice, intr-o maniera logica si sistematica, cum functioneaza Universul, folosind modele si observatii. Inca din secolul VII i.e.n. grecii au considerat ca Universul este un loc rational guvernat de legi naturale, universale si ca omul poate sa afle aceste legi. In acest domeniu stiinta nu era capabila insa sa dea raspunsuri sigure, absolute.
Harta lumii, pe vremea poetului Homer (sec.VIII I.e.n.)
si a istoricului si geografului Hecateus din Millet (sec.VI i.e.n.)
Se pare ca primele preocupari astronomice au apartinut unuia din cei sapte intelepti ai Greciei antice, savantul si filozoful Thales din Milet (625 - 547 i.e.n.) care a ramas in istorie prin prezicerea unei eclipse de Soare. Thales considera ca apa este elementul primar in Univers.
Mai tarziu matematicianul si filozoful Pitagora din Samos (582 - 507 i.e.n.) este cel care numeste cerul - "cosmos" si declara ca Pamantul are forma sferica. Filozoful Parmenide din Eleea (515 - 440 i.e.n.) sustinea si el teoria sfericitatii Pamantului si afirma ca "Luna miscandu-se in jurul Pamantului ilumineaza noptile cu o lumina imprumutata". Numele lui Pitagora este retinut de istoria astronomiei pentru ca a fost primul matematician care a ajutat, prin teoremele sale, la dezvoltarea astronomiei ca stiinta. Teorema lui Pitagora a fost extrem de utila in calculul distantelor astronomice.
Totusi prima teorie cosmologica importanta ii apartine savantului si filozofului grec Aristotel (384 - 322 i.e.n), discipolul lui Platon, care considera ca in centrul Universului se afla Pamantul, sferic si invaluit de mai multe sfere concentrice; primele trei sfere sunt formate din cele trei elemente fundamentale: apa, aerul si focul. Ultima sfera este invaluita de alte sapte sfere cristaline, in care sunt fixate cele sapte planete cunoscute, in ordinea urmatoare: Luna, Mercur, Venus, Soarele, Marte, Jupiter si Saturn. Dincolo de ultima sfera cristalina se afla firmamentul cu stelele fixe, aflat in miscare permanenta. Permanenta miscare a stelelor reprezenta in conceptia lui Aristotel "agentul motor primordial" (primum movens), iar miscarea lor era comunicata mecanic si sferelor din interiorul sistemului. Pentru a evita interferenta miscarii sferelor, Aristotel considera ca intre sferele planetelor se afla alte sfere compensatoare, care se rotesc uniform in jurul aceleiasi axe, dar in sens invers cu primele. In acest fel, cele 56 de sfere din care este compus Universul asigura perpetuitatea miscarii si imposibilitatea existentei vidului, fiecare sfera aderand cu cea imediat invecinata. Conform lui Aristotel, corpurile din sfera Lunii si cele din sferele urmatoare se compun din al cincilea element, de natura eterica, subtila - "quintesenta" care asigura continuitatea infinita a miscarii sferelor ceresti. Desi permitea explicarea unor fenomene, modelul cosmologic al lui Aristotel nu putea explica de ce planetele se afla la distante diferite de Pamant si nici neuniformitatea eclipselor.
Astronomul Aristarh din Samos (310 - 230 i.e.n.), discipolul lui Straton din Lampsakos, este considerat precusorul lui Nicolaus Copernic pentru ca in tratatul sau "Despre dimensiunile si distantele Soarelui si Lunii" afirmase ca "stelele fixe si Soarele raman imobile, iar Pamantul se roteste in jurul Soarelui, descriind un cerc, Soarele aflandu-se in centrul orbitei". Aristarh a descoperit prima metoda de calcul a distantei relative dintre Pamant si Soare si dintre Pamant si Luna. Ipoteza heliocentrica a lui Aristarh a fost insa respinsa de toti marii astronomi greci care i-au urmat (Arhimede, Apollonios din Perga si Hiparchos) cu o singura exceptie, Seleucos (sec. II i.e.n.).
In sec.II i.e.n. cel mai important astronom grec a fost Hiparchos din Niceea (c.190 - c.125 i.e.n.), care a introdus subdiviziunea hexazecimala a cercului in 360 de grade, a gradului in 60 de minute, si a minutului in 60 secunde, asemeni vechilor babilonieni. Hiparchos a folosit instrumente construite chiar de el pentru observatiile sale astronomice: dioptru, astrolab, sfera armilara, planetariul, sfera stelelor fixe, care i-au permis efectuarea unor calcule stiintifice riguroase ale distantelor dintre astri si a longitudinilor. Hiparchos a scris un tratat de trigonometrie sferica, a descoperit proiectia stereografica si a intocmit tabele pentru urmatorii 600 ani, cu pozitiile zi de zi ale Soarelui, a recalculat datele producerii eclipselor, mai precis decat babilonienii si intervalele de repetitie ale fazelor Lunii (lunatia). Hiparchos a determinat cu o precizie foarte de buna, mai mica de o secunda, durata lunii sinodice (intervalul de timp in care Luna, aflata in una din fazele ei, face o miscare de rotatie completa in jurul Pamantului si revine la faza de la care a plecat) la 29 zile 12 ore 44 minute si 2,5 secunde (valoarea acceptata azi se termina cu 2,8 secunde!). Hiparchos a intocmit primul catalog al stelelor, determinand pozitia a 805 stele fixe, clasificate in functie de stralucirea lor aparenta in sase clase de stralucire, principiu pastrat si astazi. A stabilit durata anului solar (intervalul de timp in care Pamantul efectueaza o rotatie completa in jurul Soarelui) si a anului sideral (intervalul de timp de 365 zile, 9 ore si 9 secunde, in care Soarele, in miscarea lui aparenta, plecand de la o stea ajunge iarasi acolo) cu o precizie de numai 6 minute, respective 50 secunde, fata de valorile calculate in timpurile moderne. Cea mai importanta descoperire a lui Hiparchos a fost insa deplasarea anuala a punctelor echinoctiale (cele doua puncte de intersectie ale eclipticii cu ecuatorul ceresc in care se afla Soarele la echinoctiu) sau "precesia echinoctiilor".
Geograful Posidonius (135 - 51 i.e.n.) a descoperit fenomenul refractiei atmosferice, si a calculat distanta de la Pamant la Soare, valoarea determinata de el fiind cea mai apropiata de valoarea calculata in timpurile moderne dintre toti astronomii greci.
Ptolemeu (100 - 170 e.n.) preia teoria lui Hiparchos (sec.II i.e.n) si, in lucrarea sa "Compendiu de matematica", cel mai vechi tratat de astronomie cunoscut, inlocuieste sistemul de sfere concentrice al lui Aristotel cu o serie de traiectorii circulare care permiteau explicarea neregularitatii miscarii astrilor. Conform teoriei geocentrice ptolemeice, fiecare planeta se misca pe o circumferinta (epiciclu) al carui centru se afla situat pe o alta circumferinta (deferenta). In centrul deferentei nu se afla Pamantul ci un punct mobil care roteste circular in jurul Pamantului. Ptolemeu a descoperit ecvetia Lunii si a calculat eroarea de paralaxa a Lunii (unghiul maxim sub care se vede raza Lunii de pe Pamant) cu o precizie buna. Documentatia imensa, observatiile directe si demonstratiile riguroase din punct de vedere matematic fac din opera lui Pltolemeu mostenirea cea mai importanta a astronomiei antichitatii si o opera fundamentala pana la sfarsitul Evului Mediu si inceputul Renasterii.
