Вавилоняне проложили путь для современной астрономии, а возможно, и всей науки. Они скрупулёзно наблюдали движение небесных тел, особенно планет, а затем искали закономерности, анализируя данные с помощью математики. Именно они открыли, что множество астрономических событий имеет периодический характер, то есть повторяется через определённые интервалы. Существует табличка с записями о том, как менялась продолжительность светового дня на протяжении года, и целая серия табличек, получивших название «Энума Ану Энлиль», одна из которых, так называемая табличка Венеры Аммисадугской, содержит записи о движении Венеры, делавшиеся на протяжении 21 года, а кроме того, записи о периодичности движений планет, самые ранние из дошедших до нас. Эта табличка, изготовленная примерно в 700 году до н. э., является копией ещё более древней, относящейся, вероятно, к Старовавилонскому периоду.
Вавилоняне были прилежными наблюдателями, но к теоретическим обоснованиям наблюдаемого особого интереса не проявляли, поэтому об их космологии известно немного. Фразы вроде «окружность неба и земли», имеющиеся на табличках, подсказывают, что вавилоняне представляли Землю и космос как единый шарообразный объект, причём оба его компонента имели одинаковую важность и оба двигались по кругу. Вавилоняне не связывали свои научные наблюдения за планетами с религиозными воззрениями на космос и, по-видимому, не считали, что и сами планеты движутся по круговым орбитам.
После 400 года до н. э. центр натурфилософии переместился в Грецию. Филолай, ученик школы, основанной Пифагором, считал: в центре Вселенной находится огонь, вокруг которого по круговым орбитам движутся Солнце, Луна, Земля и другие планеты. Мы не замечаем этот Центральный огонь потому, что его закрывает от нас громада Земли. Около 300 года до н. э. Аристарх Самосский предложил первую, по всей видимости, гелиоцентрическую космологию, просто заменив филолаев Центральный огонь на Солнце.
Свежая идея вращения Земли вокруг Солнца не нашла поддержки ни у кого, включая самих древнегреческих философов. Фалес полагал, что плоская Земля плавает в воде. Анаксимандр говорил о толстом диске с плоской верхней стороной, Анаксимен настаивал на том, что плоская Земля летит в космосе, подобно остальным небесным телам, а Ксенофон утверждал, что мы живём на плоской вершине цилиндра, нижняя часть которого уходит в бесконечность (привет вам, черепахи, построенные вниз «до самого конца»). Анаксагор поддерживал концепцию плоской Земли, Архелай же был убеждён, что Земля совершенно подобна блюдцу, иначе Солнце всходило бы и заходило везде одновременно.
