行星围绕太阳旋转
几个世纪后，人们在天文学方面取得了很大进步。萨摩斯岛的阿利斯塔克(公元前310-230年)认为太阳是宇宙的“中心火”，所以他按照正确的距离顺序排列了所有已知的行星。这是已知最早的太阳系日心说。
可惜记录他论证过程的原稿已经遗失在历史的长河中，我们无法得知他是如何得出这个结论的。阿利斯塔克知道太阳比地球和月球都大得多，他可能已经推断出太阳应该在太阳系的中心。
无论如何，这个发现是了不起的，特别是考虑到直到16世纪才被科珀尼克重新发现，哥白尼在自己的著作中承认了阿利斯塔克发现的意义。
月亮的大小
流传至今的阿利斯泰尔的一本书讨论了太阳和月亮的大小以及它们之间的距离。在这本名著中，阿利斯泰尔提出了已知最早的尝试计算太阳和月亮相对大小和距离的方法。
长期以来，人们一直观察到太阳和月亮在天空看起来大小相同，而太阳离得更远。他们是通过日食认识到这一点的，因为日食发生时，月亮总是在离地球一定距离的地方从太阳前面经过。
此外，阿利斯塔克推断，当月亮相位是上弦或下弦时，太阳、地球和月亮将形成直角三角形。毕达哥拉斯在几个世纪前就确定了三角形两边的关系，阿利斯塔克利用三角形的知识估计出太阳和地球之间的距离是地球和月球之间距离的18到20倍。根据日食每个阶段的精确时间，他还估计月亮的大小约为地球的三分之一。
阿利斯塔克在10世纪绘制的图表副本显示了他计算中使用的一些几何形状。
虽然由于当时望远镜精度有限(实际的日月距离比是390)，日地距离太小，但日月大小比却精确得不可思议(月球直径是地球的0.27倍)。
如今，我们可以通过多种方式知道月球的大小和太阳与地球的距离，包括精密望远镜、雷达观测和阿波罗宇航员在月球表面留下的激光反射器。
地球的周长
厄拉多塞(公元前276-195年)是亚历山大大学图书馆的首席图书管理员，也是一位热情的实验者。在他众多的成就中，最著名的是地球周长的计算。毕达哥拉斯通常被认为是球形地球理论的最早倡导者，但他支持的理论显然与地球的大小无关。厄拉多塞著名而简单的测量方法是在夏至中午测量不同纬度垂直插入地面的柱子投射的不同长度的阴影。
阿利斯塔克曾经说过，太阳离地球足够远，所以无论阳光照射到哪里，它都是平行的。因此，阴影的差异表明了地球表面的曲率程度。厄拉多塞估计地球的周长约为40，000公里，这与现代科技测量的结果相差仅百分之几。
后来，另一个名为波塞多纽(公元前135-51年)的科学家族以稍微不同的方式与厄拉多塞得到了同样的结果。波希多尼大半辈子都住在罗德岛。他在这里观察到明亮的星星卡诺普斯(俗称老人星，全天第二亮的星)离地平线非常近。然而，在埃及亚历山大，他注意到卡诺普斯将上升到地平线以上7.5。博希多尼知道7.5是一个圆的八分之一，他把罗德岛和亚历山大之间的距离乘以48，得到了一个大约4万公里的值。
第一台天文计算器
世界上现存最古老的机械计算器是安提凯希拉。这个惊人的装置是1900年在希腊安提基塞拉岛附近的一次古代沉船中发现的。
现在，随着时间的推移，设备已经支离破碎；但是当它完好无损的时候，看起来就像一个盒子，里面有几十个完成的青铜齿轮。转动手柄，齿轮带动盒子外的刻度盘，可以显示月相、日食的时间以及一年中不同时间已知的五颗行星(水星、金星、火星、木星、土星)的位置。该设备甚至可以解释行星的逆行，这是行星在空中运动形成的幻觉。
我们不知道是谁制作的，但它的历史可以追溯到公元前3世纪到公元前1世纪，甚至可能是阿基米德的作品。在接下来的一千年里，从来没有一种齿轮传动技术的复杂程度可以与这种装置相媲美。
可悲的是，这些作品大部分都被历史遗忘了，我们的科学觉醒也推迟了几千年。作为引入科学测量的一种方法，厄拉多塞的方案相对容易实施，不需要特殊的设备，让刚刚对科学感兴趣的人通过实践、实验，跟随第一批科学家庭的脚步去了解。
在光学方面，欧几里得在越公元前300年就从几何光学的角度初步地探究了视觉透视理论，著有《光学》。
在力学方面，阿基米德研究了横梁式杠杆的平衡原理，著有《论平面的平衡》，研究了物体的浮沉现象，著有《论浮体》。
在生理医学方面，盖伦继承和总结了自希波克拉底、亚里士多德以来的医学和生理学成果，在对人体的心脏和血管系统、大脑、神经、肾脏和膀胱等系统或器官研究方面均有独到的发现。