Les cultures antigues han concebut la terra i el firmament de moltes i diverses maneres: com si fos una volta o una campana de vidre, o de bronze; com un mantell en què hi ha brodades les constel·lacions com a ornament; com un riu, en què naveguen les constel·lacions com si fossin barques; o com una vaca enorme que planta les potes a terra.
A Grècia, en un estadi primordial cel i Terra no estan segregats, el Sol no hi pot penetrar i la foscor està pertot arreu. A causa dels efectes que exerceixen sobre la vida de la terra els cossos celestes (Sol, Lluna, estrelles, fenomens atmosfèrics) tendeixen a divinitzar el cel. D’entrada la Lluna desplega una seducció més poderosa que el mateix Sol: després de una etapa en què la gent no comprenia la identitat de les llunes que reapareixien nit rere nit, i en què cada Lluna era vista com una de nova, es va anar fent perceptible la influència irresistible que aquest astre exercia sobre la vida quotidiana de les persones: menstruació i embaràs, plantació i sembra, malalties de diversa mena com l’epilèpsia, etc. Tot plegat vincula la Lluna a la superstició i a la falsa creença. Posteriorment el Sol es va fer mestre de la Lluna. Va influir notablement en aquesta decisió els coneixements astronòmics que afirmaven que era la Lluna la que robava la llum del Sol. A Grècia el Sol va ser concebut com el principi vital que es renovava diàriament, és per això que es van prohibir els enterraments o les execucions abans de la posta de Sol, se sacrifica en honor dels déus al matí i en honor dels morts a la tarda.
En comparació amb el Sol i la Lluna, el culte als planetes va tenir poca rellevància i en cara més el culte a las estrelles fixes. Sírius, l’estrella més brillant del firmament, va despertar l’atenció no pel seu esclat sinó perquè anunciava l’inici de l’estiu. Però el paper que van tenir les estrelles fixes va ser diferent, servien per preveure els fenomens climàtics i d’altres aspectes importants per els navegants i els pagesos: la sortida matinal de les Plèiades anunciava l’inici de la sega, l’aparició de Sírius senyalava els dies més calorosos de l’estiu. L’astrologia, que va néixer a l’antiga Mesopotàmia, va arribar a Grècia, on va acabar seduint als representants de les noves escoles postsocràtiques, i fins i tot a astrònoms com Hiparc o Ptolomeu. Però abans d’això, els primers que van adreçar els ulls al cel per mirar de donar una explicació natural, foren els filòsofs presocràtics.
Tot i així les seves aportacions a la història de l’astronomia no van ser massa espectaculars: llançaven simples hipòtesis sense sotmetre-les a una comprovació rigorosa i sistemàtica. Per a Tales de Milet, la Terra surava com un disc sobre l’aigua, Anaximandre imaginava una terra cilíndrica que flotava per l’espai. Parmènides i Pitàgoras van fer servir el mot Kósmos per referir-se a l’Univers. Després d’això, astronòms i filòsofs com Hiparc, Eratòstenes o Posidoni van fer grans avenços en l’astronomia i els calculs de la tera així com la distància entre la Lluna i la Terra. D’altre banda, la teoria heliocèntrica d’Aristarc de Samos va canviar la concepció que tenien els grecs sobre la Terra; ells creien que la Terra estava en el centre de l’Univers.
La cosmologia estoica concebia la idea d’un únic element en l’univers. Aquest element era el foc concebut com un ser racional o identificat amb Déu. Una part del foc primitiu s’havia condensat en foc ordinari, terra, aire i aigua, que són els elements de les coses comunes. Les almes humanes eren una guspira del foc diví que hi havia a l’univers. Periodicament hi havia incendis en els que tota cosa es convertia de nou en el foc primitiu del que havia nascut. Després de cada un d’aquests incendis còsmics, tornava a començar de nou el procès de condensació.
Després de les conquestes d’Alexandre el gran, els grecs ja no concevien la Terra com un dsic pla sobre el mar sinó com una esfera en l’espai. Com si fos una ceba, la Terra segons els grecs, estava envoltada de diferents capes, que són l’aér (atmosfera corrupta), el món lunar i αἰθήρ, l’aithér (món dels cossos immortals, que al seu torn es descompon en esferes, una per a cada planeta i una per a les estrelles fixes). Aquesta nova visió de la Terra i de la seva situació en l’Univers va transformar la concepció que tenien els grecs dels déus: en l’època clàssica, els déus eren més propers als homes, ara que el món s’amplia, la seu dels déus s’allunya i els grecs ja no confien que els déus olímpics satisfacin les seves necessitats religioses més íntimes. Els grecs substituiran aquests déus per altres com Isis, Cíbele o Bendis i els antics déus es covnertiran en divinitats astrals. Tot aquesta concepció de l’Unives alhora canviarà el concepte del més enllà: si la Terra flota en l’espai lliure, no i ha lloc per l’infern, l’imperi dels morts. Tendirà, doncs, a imposar-se la creença que l’ànima, alliberada de la presó del cos, s’enlaira cel enllà per convertir-se en una estrella. A l’època arcaica, els grecs van associar els déus amb els planetes, això va fer que aquests heretessin les qualitats de les figures divines corresponents. Alhora, les velles constel·lacions van ser transformades en herois, monstres o objectes extrets de la tradició mítica de Grècia.
En època preclàssica eren ben conegudes algunes constel·lacions com l’Óssa Major, Balança, Bover… però no va ser fins als segles V i IV a.C que un gran nombre de constel·lacions va ser associat als personatges i éssers de la mitologia grega.
Després de la separació entre filosofia i astronomia, els nous astrònoms observaven cuidadosament el cel i es dedicaven a resoldre problemes clarament plantejats mitjançant l’observació. En lloc de fer especulacions utilitzaven la seva imaginació per crear mètodes.