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Como los primeros astrónomos de todo el Mundo, los antiguos griegos tenían dificultades para entender al universo. Tales, comúnmente llamado el padre de la ciencia griega y la matemática, se hacía preguntas sobre el universo que no estaban basadas en las acciones de los dioses o los demonios. Se dice que Tales fue el puente entre el mundo de los mitos y el mundo de la razón. Él usó los archivos astronómicos de los babilonios y de los egipcios para predecir con exactitud un eclipse solar en el siglo VI antes de Cristo. Tales creía que la Tierra era plana y que flotaba sobre agua como un tronco.
Aristóteles, quien vivió desde el 384 al 322 antes de Cristo, creía que la Tierra era redonda, Pensaba que la Tierra era el centro del universo y que el Sol, La Luna, los planetas, y todas las estrellas fijas giraban alrededor de ella. Las ideas de Aristóteles fueron ampliamente aceptadas por los griegos de su época. Una excepción a esta idea apareció una centuria más adelante con la visión de Aristarco, uno de los primeros creyentes del heliocentrismo o de que el Sol es el centro del universo. En el siglo II antes de Cristo, Hiparco, el astrónomo griego más importante de su época, determinó el brillo comparativo de más de 1000 estrellas diferentes. También calculó la distancia entre la Tierra y la Luna.
El primer astrónomo en hacer verdaderos mapas científicos del cielo fue Claudio Ptolomeo (mejor conocido como Ptolomeo de Alejandría), 300 años después. Como la mayoría de los astrónomos antes que él, creía que el Sol, la Luna y los otros planetas giraban alrededor de la Tierra. Creía que cada objeto espacial se movía en pequeños círculos (un epicírculo) que a su vez orbitaba la Tierra. Eso explicaba por qué los planetas parecían moverse para atrás en el cielo. La visión de la Tierra como centro del universo fue ampliamente aceptada durante aproximadamente 1500 años. No fue seriamente puesta en duda hasta 1543, cuando Nicolás Copérnico sugirió que el Sol era el centro del universo. Debido a que la Iglesia pensaba que la Tierra era el centro, la teoría de Copérnico era considerada como una herejía. Quizás por ello no quería que se publicara hasta después de su muerte. La publicación de la teoría de Copérnico Sobre la Revolución de las Esferas Celestes, fue recibida con gran hostilidad por la Iglesia. Los dos eventos más relevantes para la eventual aceptación de la visión de Copérnico fueron las observaciones precisas del cielo de Tycho Brahe y el uso del telescopio de Galileo.
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