地球的大小也是人們同樣關心的問題，而且也隻有測出地球的直徑，才能由太陽、月亮與地球直徑的比值推出太陽、月亮直徑的絕對大小；也隻有求得地球的直徑，才能得到太陽月亮至地球的真實距離。這項工作的測量首先是由普蘭尼人埃拉托森內斯（公元前284~前192年）進行的。他當時是亞曆山大裏亞繆司學院圖書館的館長。他巧妙地利用處於同一經度上的兩個觀測點，在同一天中午時太陽地平高度的差異，巧妙求出地球的周長。他注意到夏至時中午的太陽在中埃及的塞恩直射井底，這證明那天太陽恰好經過當地的天頂，而同時在亞曆山大城，用儀器測得該日中午時太陽距天頂等於圓周的1/50，即為7°12ˊ。這個夾角正好等於這兩個城市在地球上的緯度差。於是他斷言地球的周長等於塞恩和亞曆山大之間距離的50倍。而這兩城的距離已測得為5000希臘裏，於是得到地球周長為25萬希臘裏，以1希臘裏長158.5米計算，得地球周長為39600千米，與真值4萬千米相差很小。100多年以後，洛德斯島的波西當尼斯（公元前133~前49年）也利用在亞曆山大和洛德斯同時測量老人星地平高度的方法，求得地球周長為3.8萬千米，也符合得相當好。
埃拉托森內斯還畫出了第一張地球圖。他的前輩已有人認識到地球是有兩個極和一條赤道帶的畫球。他把前人關於地球和地理概念的認識收集在一起，畫出了一張反映人們對當時地球情況認識的地圖，上麵畫有經線和緯線，並分出5個帶：兩個寒帶，兩個溫帶，一個熱帶。他把經度的中心線畫在亞曆山大和塞恩之間，並認為這條線經過拜占庭。他把36°線作為基本平緯線，經過直布羅坨海峽和羅德斯島。他認為，陸地向東延伸到太平洋，向西到大西洋，其餘都是海。並認為如果從西班牙一直向西沿同一緯圈航行，便能到達印度。
埃拉托森內斯還製作了一架演示天球結構的渾象，天球沿著傾斜的極軸旋轉，赤道垂直於極軸，而黃道則與赤道斜交。用它來說明天體的周日運轉和日月五星的周年運行。這架儀器曾經放在繆司學院的走廊裏展出。
埃拉托森內斯也是希臘首次測定黃赤交角的人。他測得冬至、夏至間太陽在南北的位置上移動了整個圓周的11/83，也即太陽在南北方向上移動了47°43ˊ，由此得到黃赤交角為23°51ˊ。誤差不超過1.7%。
古希臘的星座
星座的名稱，堪拉丁文的原意是聚集的星。它的產生，是為了認識星空和標示天體方位的方便。有趣的是古希臘星座的名稱往往和美麗的神話故事聯係在一起，給人以特別豐富的想象。這些神話故事，對於幫助人們認識星座和記憶星數無疑是十分有益的。
古希臘的星座知識，大概是早期獨自產生的一套和巴比倫傳來的一套相混合的產物。從最古的一部書《神統記》中，就很明顯地表現出是腓尼基和希臘思想的混合。該書曾經介紹過5個星座的名稱。而荷馬的敘事詩裏麵，也出艦差不多相同數量的星座。
有人曾經對巴比倫的楔形文字作過研究，發現古希臘關於星座的神話故事與巴比倫的神話故事幾乎完全相同。因此我們可以知道，希臘星座及其神話故事，可能絕大部分來源於巴比倫。
巴比倫的星座在公元前3000年就可能產生了，至公元前650年前後的楔形文字《創世語錄》中，就已有36個星座，北天、黃道帶和南天各12座。
公元前5世紀，雅典天文學家阿古特蒙的《天氣曆》裏，就曾經記載有寶瓶、天鷹、大犬、南冕、天鵝、海豚、天琴、獵戶、飛馬、天箭等星座和海亞德斯、璞勒阿德斯等星。它實際上與中國古代《夏小正》中用星座來判斷季節的作用相似。
真正把星座當作天文學來研究，約開始於公元前400年。但有史可考的文獻則開始於約公元前270年前後的詩人阿拉杜斯。他把星座作成詩歌，差不多與中國的《步天歌》相似。在這個詩歌裏，總共記載了44個星座。星座名稱及其分類如下：
1.北天19座為：大熊、小熊、牧夫、天龍、仙王、仙後、仙女、英仙、三角、飛馬、海豚、禦夫、武仙、天琴、天鵝、天鷹、天箭、北冕、蛇夫。
2.黃道帶13座為：白羊、金牛、雙子、巨蟹、獅子、室女、天秤、天蠍、人馬、摩羯、寶瓶、雙魚、璞勒阿斯特。
3.南天12座為：獵戶、犬、天兔、南船、鯨魚、波江、南魚、天壇、半人馬、長蛇、巨爵、烏鴉。
然後，喜帕恰斯又把璞勒阿斯特星歸入金牛座，將黃道13座改為12座；又從巨蛇座裏分出一個蛇夫座；同時又從半人馬座中分出豺狼座。合計45座。
在托勒玫的《天文集》中載有48個星座，這48個星座的名稱都是一直沿用到現在而沒有改變的。而托勒玫所采用的星座與喜帕恰斯幾乎完全一致，所不同的僅是在北天加了小馬和後發，在南天將犬座分成大犬和小犬。至此，除掉南天看不見的部分以外，全天的星座已基本齊全了。它一直沿用到17世紀後才開始補充上南天星座的空缺。
羅馬時代與儒略曆
大約早在公元前五六世紀時，羅馬人就與意大利南部的希臘人有接觸，但是他們對於希臘的科學並不熱心。公元前21世紀，當羅馬人征服了幾個希臘化的王朝以後，他們就㈱越感覺到希臘文化的發達了。大多數羅馬人都努力學習希臘的科學知識。在吸收和同化的過程中，羅馬人基本上學到了希臘人的科學知識，但是，並沒有學習到希臘人從事科學研究的方法，因而在羅馬時代，天文學方麵枝很少取得新的進展。
帕西東尼斯（公元前130~前50）是當時第一流的學者，他曾經進行過全國各地的經緯度測量工作，也曾使用埃拉托森內斯的方法，對地球的周長重新作了測定。他對潮汐的作角曾經作過認寘的研究，發現它的變化與年和月的周期存關，因而指出潮汐的現象與太陽、月亮的作用有關。
另一位天文學家撥利尼斯（公元23~79）也曾利用船隻出港後先不見船體最後才不見船桅的現象，作為證明地球為球形的證搶，宣傳地圓說。他又根據觀測到的夏至甴晝長度越往北越長的事實，推論說在北&附近的地方將24小時都能見到太陽，也可作為地圓說的一傾據。
古代羅馬的曆法，原是使用陰陽合曆的。傳說在公元8世紀時，羅馬人每年僅有10個月，剩下的60天正好是嚴冬季節，是不加計算的。其10個月的名稱大致與現行公曆的3至12的月名相符。在公元前700年，羅馬的第二位統治者才加進兩個月，放在後麵。至此羅馬人才有了12月的名稱。而於公元前153年又將歲首提前兩個月，它的順序就與現行公曆相符了。