Ve starověkém Řecku se astronomie začala rozvíjet v prvním tisíciletí před naším letopočtem. Z té doby, přesněji asi z 9. století, pocházejí také první zachované psané řecké nápisy. Jsou vyryty za gymnáziem na ostrově Théře a neobsahují ani chvalozpěvy hrdinů, ani výroky mudrců, tím méně astronomické výklady, ale jsou to neslušné nápisy studentů. Základní astronomické vědomosti získali Řekové zřejmě od Egypťanů a Babylóňanů. Obvyklý řecký rok byl lunární, měl dvanáct měsíců a 354 dní. Protože věděli, že solární rok má 365 a čtvrt dne, přidávali každých osm let jedenáct a čtvrtkrát osm dní, tedy 90 dní. Tato vsuvka byla rozdělena na tři mimořádné měsíce po třiceti dnech. Osmiletý cyklus byl znám pod názvem Oktaeteris.
Jejím původcem byl údajně Kleostratos, ionský astronom, který též rozšířil užívání zvěrokruhu. Pozdější athénský astronom Meton navrhl roku 432 před naším letopočtem přesnější devatenáctiletý cyklus, tzv. Metonův cyklus, který nejen plnil potřeby tehdejších Řeků, ale používá se dodnes při vypočítávání data pohyblivých křesťanských velikonoc. Devatenáctiletého cyklu se používá i v židovském kalendáři, který stanoví, že během devatenácti let se má rok sedmkrát skládat z třinácti lunárních měsíců, dlouhých 29 nebo 30 dnů.
Toto devatenáctileté období je dáno rovnicí, podle níž devatenáct slunečních let obsahuje plných 235 lunárních měsíců po dvaceti devíti nebo třiceti dnech; oba údaje odpovídají 6.940 dnům. Oněch dvě stě třicet pět lunárních měsíců rozdělil Meton na dvanáct let po dvanácti lunárních měsících a sedm let po třinácti lunárních měsících. Podle Metona je nejvýhodnější přidávat třináctý měsíc do třetího, šestého, osmého, jedenáctého, čtrnáctého, sedmnáctého a devatenáctého roku cyklu.
Řekové se však nespokojili pouhým sečítáním dnů v roce; jejich filozofové, matematici i astronomové se snažili dopátrat podstaty vesmíru i postavení Země v okolním světě. Již Démokritos (460- asi 370 př. n. l.) odmítal zjednodušující názor o Zemi jako středu vesmíru a zhruba o sto let později napsal matematik a astronom Aristarchos ze Sámu (310-230 př. n.1.): „Stálice a Slunce se nepohybují, nýbrž Země se otáčí okolo Slunce po obvodu kruhu, přičemž Slunce leží ve středu dráhy." Je ovšem pravda, že za tento výrok byl skoro odsouzen jako bezbožník, ale pod ochranou tehdejších egyptských vládců Ptolemaiovců pracoval v Alexandrii i nadále a řešil takové problémy, jako odkud má Měsíc světlo, jaké jsou průměry a vzájemné vzdálenosti Země, Slunce a Měsíce (vyjádřil je v relativních údajích, ale nesprávně). Víc úspěchu v tomto ohledu měl jeho alexandrijský následovník Erasthenés z Kyrény (asi 275-195 př. n. l.), který určil obvod Země na 250 000 stadií, což je jen 0 11 % více, než odpovídá skutečnosti. V Alexandrii působil v polovině 2. století před naším letopočtem také Hipparchos z Níkaie, považovaný antikou za největšího astronoma; objevil rozdíl mezi obratníkovým a hvězdným rokem, změřil s udivující přesností tzv. předbíhání rovnodennosti (moderní údaj je jen o 10 vteřin vyšší), sestrojil první astroláb a jako první si vytyčil gigantický úkol „spočítat hvězdy", tj. sestavit katalog stálic.
Tak jako mělo každé město v Řecku trochu odlišný kalendář, který ke všemu ještě začínal v různých obdobích, tak také nesouhlasily roky - letopočty v jednotlivých řeckých státech. Rozdílné kalendáře způsobovaly problémy zejména sportovcům, kteří se účastnili olympijských her ve městě Olympii. Hry se konaly každé čtyři roky a to na Nový rok. Ale protože data v řeckých městech byla rozdílná, museli oznámit den zahájení velké národní oslavy zvláštní poslové. Hry natolik spojovaly obyvatele rozdrobeného Řecka, že když roku 264 před naším letopočtem řecký historik Timaios poprvé použil jako výchozího data pro letopočet předpokládaný 1. červenec roku 776 před naším letopočtem, kdy se podle tradice konaly I. olympijské hry, přijali je Řekové za své a jeho počítání se udrželo. I když v roce 394 císař Theodosius I. hry zakázal, roky se podle olympiád datovaly dále.