人類的智慧是一座開采不盡的寶藏，從蒙昧時代起，人類就從未停止過對身處其中的自然環境的探索與發現。世界是什麼樣的？天上為什麼會有發光體？為什麼太陽升起又落下？人們好奇的眼睛在觀測，聰明的大腦在思考。在距今2500多年以前，古希臘哲學家給出了當時最為精辟的答案。
世界是個有限的球體
就像嬰兒漸漸認識母親，對我們身處其中的這個世界，在蒙昧無知的古代，人們隻能靠簡單的觀察和想象來認識。數千年來，人類對自己生存的空間產生過各種遐想，編織成美麗的傳說來解釋尚不能從科學上來解釋的自然規律。古代各民族對地球的認識和想象，有著顯著的民族特點。如中國神話中的“盤古開天”、“女媧補天”，古希臘神話中的“混沌開初”、地神該亞。中國人認為天似穹廬，提出“天圓地方”的概念；古埃及人認為“大地像個盤子，漂浮在海洋之上”；古希臘人則認為大地下有支柱支撐著；古印度人想象大地是馱在大象背上的……在各文明古國中，古希臘學者最早跨出了神話傳說與臆想的範圍，開始試圖通過理性、思辨和科學的觀點來認識地球。
生活於公元前6世紀的古希臘數學家畢達哥拉斯最早提出了地為球體的說法。畢達哥拉斯學派主張“萬物皆是數”，他們發現了圓球體的諸多優點，如在相同表麵積的情況下，圓球的容積最大；圓球易滾動，摩擦係數小等等，因而，從球形是最完美幾何體的觀點出發，認為大地是球形的。畢達哥拉斯還製定了天體圓周運動的數學法則，提出了太陽、月亮和行星做均勻圓周運動的思想。地球沿著一個球麵圍繞著空間一個固定點處的“中央火”轉動，另一側有一個“對地星”與之平衡。這種思想對後世的哥白尼“日心說”理論有著重要的影響。演繹推理大師柏拉圖則進一步發展了大地球形說的觀點，他認為對稱的形式是完美的屬性之一，人類居住的地球應該是用最完美的形式創造的，所以一定是球形。他們的球形大地說在哲學思想的指導下具有一定意義上的實踐依據。
真正對“球形大地說”從科學上給出有力證明的人是古希臘最博學的人亞裏士多德。他的許多觀測都證明了這一點，如越往北走，看到北極星離地麵越高，而越往南走，看到北極星離地麵越低，如果大地是平的，則不會產生這種情況；當月食出現時，地球投射到月球上的影子輪廓呈弧形；物體下墜時的直線與通過墜下點的切線相交構成同一角度等。這些實踐精辟地證明了大地球形說。從此，這個理論在希臘化世界得到確立。
在大地球形說建立起來以後，古希臘學者開始用數據來測算地球大小，取得了相當的成就。其中，最著名的是被稱為地理學之父的埃拉托色尼（約前273～前192），他因相當精確地測定出地球的周長為25.2萬希臘裏（約等於39250千米）而聞名於地理學史，這個數字與今天的4萬千米非常接近。且不說他計算方式的巧妙，令人驚奇的是他還繼承和發展了亞裏士多德的地球分帶法，創造性地發明了地球經緯網格和較為精確的回歸線，這無疑在人類地理史的發展上有著深遠意義。此外，埃拉托色尼是古代“海洋論”的代表，他認為已知世界的周圍是廣闊的海洋，海洋大於陸地，彼此相連並包圍著陸地。
以上理論對後來西歐國家的大航海探險計劃有著至關重要的影響。因為從理論上來講，大地既然是球體，那麼如果從地球上的某一點出發一直前進，最後必然會回到原地；地球既然並不太大，並且由海洋聯結，那麼人們就可以在有限的時間和路程裏乘船從這個國家到那個國家，如果不知道地球的長度，不知道存在著有限長的海路可以通行，人們便不可能做無目的的長途航行，更別提以後的大航海時代了。
托勒密和《地理學指南》
古代西方世界最後一位集天文學、地理學之大成者托勒密，全名為克勞迪亞士·托勒密（約100～170）。他出生的時代，正是古羅馬最輝煌的時期，在當時這個超級帝國極大地促進了歐、亞、非三大洲各民族之間的了解和交流，無數軍人、官吏、僧侶、商人的遠方見聞，使古代地理學向一個新的高度邁進。生於埃及的托勒密，父母都是希臘人。如同許多古代學者一樣，托勒密青年時期求學於亞曆山大城，在那裏學會了天文及地理測量。關於他的生平，曆史記載得很少，隻能從他的首部著作《至大論》中獲悉他所有的天文測量都是在亞曆山大城所作，可知他長期居住在亞曆山大，並活躍於古羅馬哈德良皇帝與安東尼皇帝時期。