古希臘天文學

古希腊天文学是指古典时期用希腊语记录的天文学，涵盖古典希腊时期、希腊化时期、希腊罗马时期、古典时代晚期等时期的天文学。它不局限于地理上的希腊或种族上的希腊人，因为在亚历山大大帝的南征北战之后，希腊语已经成为希腊化世界学术界的通用语言。这一时期的希腊天文学又被称为希腊化天文学，而希腊化时期之前的希腊天文学则被称为古典希腊天文学。在希腊化和罗马时期，许多追随希腊传统的希腊和非希腊天文学家都曾在托勒密埃及的缪塞昂和亚历山大图书馆进行过研究。
古典希腊和希腊化时期天文学家发展的天文学被历史学家认为是天文学史上的一个重要时期。古希腊天文学从一开始就以寻求天象的理性、物理的解释为特征。北天的多数星座以及很多恒星、行星和小行星的名称都来源于古希腊天文学。古希腊天文学主要受到巴比伦天文学的影响，也部分受到埃及天文学的影响；其本身则影响了印度天文学、阿拉伯伊斯兰天文学和西欧天文学。

早期古希腊天文学中的行星

西方语言中“行星”这个名称来源于希腊语“πλανήτης”（转写成拉丁字母即是“planētēs”），意思是“漫游者”。行星被称为“漫游者”的原因是古代天文学家注意到它们在天空中移动的轨迹相对于其他天体有所不同。水星、金星、火星、木星、土星这五颗行星可以裸眼观察到；有时候太阳和月亮也被归类成裸眼行星。由于行星在接近太阳时时常会被太阳的光芒掩盖，要识别出全部五颗行星需要进行仔细的观察。金星的观察就是这样一个例子。早期的古希腊人认为在傍晚和清晨出现的金星分别是两个不同的天体，直到毕达哥拉斯发现它们其实是同一个行星。
古希腊人用希腊神话中的人物为行星命名，罗马神话中对应的人物名字则是现在英语中各个行星的名字的基础。

历法

许多古代历法都以太阳或月亮的运行周期为基础。古希腊历法中也包含这两个周期。然而，同时基于太阳和月亮的周期的阴阳历并不容易编制。一些古希腊天文学家创造出了基于食的周期的历法。

行星模型和观测天文学

欧多克斯的同心球体系有几个重要的缺陷。第一，它不能精确地预测行星运动。卡利普斯的工作可能就是修正这项缺陷的一次尝试。第二，它不能解释行星视运动中的速度变化。第三，它不能解释在地球上看到的行星亮度的变化，因为欧多克斯的球体是同心的，行星和地球之间的距离是不变的。这个问题在古典希腊时期就已被奥托吕科斯（约前310 年）指出。
针对这些缺陷，阿波罗尼奥斯（约前 262—约前 190）提出了两种新机制使得行星的距离和速度都可以变化：偏心圆（偏心本轮）模型和本轮—均轮模型。本轮是一个运载行星围绕地球运动的圆。（“本轮”一词来源于拉丁语“ferro”、“ferre”，意即“搬运”。）偏心本轮即是中心稍微偏离地球的本轮。在本轮—均轮模型中，本轮运载一个较小的圆形均轮，均轮本身则运载行星。阿波罗尼奥斯定理证明，本轮—均轮模型可以模拟偏心圆模型。本轮—均轮模型还可以解释逆行，即行星相对黄道的视运动在一段短时间内方向逆转。现在天文史学家已经确定欧多克斯的模型只能粗略地近似部分行星的逆行，其它行星的逆行则完全不能解释。
公元前2 世纪，喜帕恰斯在得知巴比伦天文学家可以精确地预测行星的运动之后，认为古希腊天文学家也应达到同样的水平。他根据巴比伦的观测或预测记录创造了更好的行星运动的几何模型。对于太阳，他根据对昼夜平分点的观测使用了一个简单的偏心轮模型。这使得他可以解释太阳运动速度和季节长短的变化。对于月亮，他使用了一个本轮—均轮模型。对于其他的行星，他未能给出精确的模型，比且批评其他古希腊天文学家创造了不精确的模型。
喜帕恰斯也编织了一份星表。根据老普林尼，喜帕恰斯还观测到了一颗新星。为了使后世可以知道星体的出现、消失、移动以及亮度变化，他记录星体的位置和亮度。托勒密把这份星表和喜帕恰斯发现岁差联系起来。（岁差即是由地球自转轴的偏移导致的昼夜平分点沿黄道的缓慢移动。）喜帕恰斯认为岁差是由运载恒星的球体的运动导致的。

日心说和宇宙尺度

公元前3 世纪，阿里斯塔克斯提出了另外一种宇宙学——一个太阳系的日心说模型，把太阳而非地球放置在已知宇宙的中心（因此有时他也被称为“古希腊的哥白尼”）。但他的天文学观点并不被广泛接受，只有少数简略的描述流传下来。现在人们知道阿里斯塔克斯的一个追随者是塞琉古。
阿里斯塔克斯撰写了《论日月的大小和距离》，这是他唯一一部传世著作。在书中，他计算了太阳和月亮的大小以及以地球半径为单位的它们和地球之间的距离。之后不久，埃拉托斯特尼计算了地球的大小，为阿里斯塔克斯的计算结果提供具体的数据。喜帕恰斯撰写了另外一部《论日月的大小和距离》，但已失传。阿里斯塔克斯和喜帕恰斯都低估了太阳和地球之间的距离。

希腊古典时期和古典时代晚期的天文学

喜帕恰斯被认为是古希腊最重要的天文学家之一，因为他把精确预测的观念引入了天文学。他也是托勒密之前最后一位具有创新性的天文学家。托勒密是公元2 世纪在罗马埃及的亚历山大港工作的一位数学家。他的天文学和占星学著作包括《天文学大成》《行星假说》《四书》《实用天文表》《坎努帕斯碑文》等等。

对印度天文学的影响

早在公元前3 世纪，希腊化天文学已经在印度附近的希腊—巴克特利亚王国的阿伊·哈努姆城得到实践。在当地进行的考古发掘已经发现了数个日晷，包括一个根据邬阇衍那城的纬度校正的赤道日晷。希腊人与孔雀帝国的多次接触以及后来印度—希腊王国扩张至印度境内都表明这一时期可能发生了知识传播。
数部希腊罗马时期的占星学著作在公元后的前几个世纪已经传入印度。公元 2 世纪，Yavaneśvara 在西郡太守的塞克族国王鲁陀罗达曼一世的资助下从希腊语翻译了梵文的《希腊人的占星术》。鲁陀罗达曼一世在位时的国都邬阇衍那“成为了印度天文学家的格林尼治、阿拉伯以及拉丁天文学著作的世界中心，因为正是鲁陀罗达曼一世和他的继任者们促进了希腊占星学和天文学在印度的传播”。
后来在6 世纪，伐罗诃密希罗在《五大历数全书汇编》中收录了《罗马伽悉檀多》和《普利沙悉檀多》，两部基于罗马和希腊天文学的历数书。伐罗诃密希罗在《广集》中写道：“希腊人虽然不纯洁，但是必须受到尊敬，因为他们钻研科学，并因而超越了其它的民族。”《伽嘎赞》中也有类似记载：“希腊人是野蛮人，但是天文学起源于他们，因此必须像神一样崇拜他们。”