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古希腊人数百年间在科学文化上所取得的成就是巨大的。他们更加注重理论思维，更加注重对自然界的理论性的探索和严密的逻辑推理。
由于人们理智地对待世界，这有利于使人们关于自然界的知识系统化，形成理论体系。即使是原始的、粗浅的，甚至是包含着许多谬误的理论体系，对自然科学的发展来说都是十分重要的。这是因为在自然科学发展的幼年期，这条曲折、坎坷之路是必经之路。
在这方面来说，古希腊的自然科学，尤其是天文学，可以说是发展到了古代自然科学的最高形态。
所以，近代自然科学几乎就是从古希腊自然科学演进而生，也是不足为怪的了。
古希腊的科学文化发展到一定程度之后，亦即古希腊为罗马人征服之后，它的传统也就中断了。但是，它没有在这个世界消失，而是把它的学术典籍、学术思想和科学方法贯穿于其他文化之中。有人说，在古代世界希腊人最具有创造性的科学思维。这话虽不全面，但希腊民族开创了一个科学文化高度繁荣的时代则是毫无疑义的。直到希腊灭亡的1000 年后，当人民从中世纪的暗夜中醒来，发现人类被宗教神学禁锢在无边的黑暗之中，因而重新寻找科学与真理时，首先想到的就是那早已成为历史陈迹的古希腊。
人们对希腊时代科学文化的繁荣发展是如此的向往，称这一时期为“希腊化时代”，而人类重新觉醒后的第一个要求就是要“复兴”那个时代的文化和科学，所以才有“文艺复兴”这个名词的诞生。
当然，这些都是后话。
同样居于巴尔干半岛附近的古罗马民族，在发展和成就上就很不同于希腊民族。罗马城邦始建于公元前7 世纪后半期，他们趁伊达拉里亚人与希腊人纷争之机，乘机向外进行军事扩张。
公元前510 年，罗马建立了国家，公元前300 年，罗马统治着意大科半岛的大半，一跃而成为意大利境内势力最强盛的国家，成为地中海的强国。到公元前30 年，罗马人经过南征北战，陆续征服了雅典、马其顿、叙利亚和亚历山大，古希腊人的地域悉为所占，罗马成为横跨欧、亚、非三洲的大帝国。在这之前，罗马人长于治理国家，在军事、行政和立法方面有着优异的能力，著名的“12 铜表法”是古罗马法律和法学发展的典型标志，至今在罗马法学基础上发展起来的各国法系，都称为“罗马法系”。
但是，罗马人在科学学术方面却没有多少创造力。罗马的艺术、科学，甚至医学都是从希腊人那里传来的。罗马人似乎只注重医学、农业和工程建筑方面的实用工作，因此，在这些方面他们才关心一点科学。他们利用科学的流，而不培育科学的源，是个典型的实用主义国家。即使这样，罗马人的社会组织还是倾向对外战争的，由于罗马人不屈服的民族传统，再加上他们善于利用进步敌手的技术来武装自己，结果成为称霸一时的罗马帝国。
有人说：罗马帝国兴起，古希腊灭亡之后，科学便死了。这话确实有其一定的代表性。因为罗马贵族追求的是希腊文明的现成物质财富，却看不起希腊的科学。
古罗马在技术上确曾取得不小成就，这我们将另外介绍，但在科学上与古希腊相比，不但逊色，而且野蛮。罗马人统治欧洲后，虽然坐在希腊人的辉煌科学成果之上，但是未能在此基础上继续前进，相反却把科学拉向倒退。
古罗马著名的政治家、法律学家西寒罗就说过：“希腊人对科学尊崇备至，所以他们的每一项工作都获得出色的进展。但是，我们却把科学限定在对度量和计算有用的范围内，不及其他。”他们只重视实际应用而无视理论研究，相对于古希腊的科学繁荣，古罗马则是科学的衰落甚至倒退。在古希腊人那里很有活力的科学传统，到了罗马人手中完结了。古希腊晚期的埃及亚历山大城曾是一个人才辈出，光灿夺目的学术中心。罗马人占领那里以后，一些学者仍然在那里工作，而罗马帝国时代科学成果也主要是在这里取得的。这里的一些工作及其成果实际上应视为古希腊文化的继续，是古希腊文化的余辉。然而，亚历山大城作为一个古代世界的学术中心也在罗马人的统治下完结了。
史载，罗马人曾两次大量焚毁藏于亚历山大城的珍贵科学典籍，一次是由于战火，50 万份手稿被焚。另一次是为了镇压不信仰基督教的异端，又焚毁了30 万份手稿。受到如此严重的摧残，亚历山大城在学术上从此一蹶不振，科学文化在低潮中寻求着生路。
但是，无论怎样，有人类存在，就必然要有科学思想的产生和科学技术的发展。罗马人虽然通过它的强权统治着欧洲，但科学之星火一刻也未熄灭过。
在这一时代，出现了一些科学文化的代表人物，如博物学家老普林尼（23～79），他是古罗马一位百科全书式的人物。他一生的著作很多，其中最著名的是洋洋洒洒37 册之多的《自然史》。这是一部包括了那个时代全部科学以及一系列被遗忘了的希腊和罗马著作家的知识和见解的百科全书。在书中，老普林尼虽然将科学与迷信混同起来，把现实的东西和想象的东西混同起来，但是这部书毕竟包罗了从宇宙到人体、从植物到动物等许多有用的知识。老普林尼有着强烈的探索自然的好奇心，并且嗜书如命，利用一切可以利用的时间读书。据说他在洗澡时，也要别人读书给他听，可谓惜分珍秒。老普林尼也是为科学而献身的。公元79 年，维苏威火山大爆发，毁坏了庞培古城时，他不顾别人的劝阻，亲临现场考察，被浓烈的火山烟熏死了。
另外一位可以称得起古罗马时代的科学巨人的是托勒密。托勒密生于公元90 年，死于168 年。他的一生没有传说留下来，因而大部事迹已经无从查考。他长期居住在亚历山大城从事研究工作，著有《天文学大全》一书。托勒密是集以前天文学的大成者，《天文学大全》综合了亚里斯多德、阿波罗尼乌斯等一系列学者的全部地心说的观点，建立了最完整的地心宇宙体系。
自毕达哥拉斯时期，已有日心说的萌牙，但毕达哥拉斯只提出了地球绕着一个“中央火”转动，他并不说明，也不知道这一个中央火就是太阳。从毕达哥拉斯以后，还有一些科学家的心中也有一种地球环绕太阳运动的想法。但当时的老百姓还相信地球是不动的，是宇宙万物之中心。这时的托勒密面临着抉择：究竟地球是不是宇宙的中心。托勒密站在科学的十字路中徨着，但他并没有闭着眼睛下结论，而想通过实践来检验，于是他进行了观察。托勒密从公元127 年的第一次天文观察到公元151 年的最后一次观察，历时24 年，他得出一个结论：地球是圆的，它没有任何东西支撑，而是悬在空中。显然，托勒密的观察是正确的。但是，他又得出另外一个结论：地球是不动的，是宇宙的中心，太阳和星辰在绕地球旋转。他支持了亚里斯多德的观点。
我们知道，一种科学上的观点如果没有理论的证明和观察现象的证实，它的影响决不会很大，而如果给出理论证明又辅以观察现象证实，那它就可以通行无阻了。不幸的是，托勒密不但提出了地心说的观点，而且他的这个观点是在观察的基础上，进行一系列假设和理论证明的最终结论。在托勒密之前，许多天文观测资料表明，太阳和行星运行具有明显的不均匀性。但怎样解释行星位置与实际观察的差距呢？很多大科学家一筹莫展。
这时的托勒密提出了新的假设，将天分为七重，七重天之外是恒星天，所有的恒星都镶嵌在这个天球上绕地球旋转。恒星天之外，还有一层最高天，即原动天，这便是诸神居住之所在。所有天层都受原动天推动而绕地球旋转。托勒密自己也觉得太阳及其他星辰是不会以那么快的速度在24 小时之内旋转地球一圈的。但他认为，这些星辰只要嵌在天上，随天转动，问题就迎刃而解了。
托勒密为我们画出的天图是一个个的圆，但他的这些圈圈画出来以后，却对当时的天文观测事实提供了一套更加令人满意的解释。这样一来，一个由亚里斯多德提出的错误理论，又经过托勒密的复杂证明和假设，便被当作不可动摇的真理固定下来。托勒密地心说能流传下来的又一重要原因，是他的观点与圣经上所谓地球居宇宙之中恒静不动的观点相符合，得到教会的支持，成为维护教会黑暗统治的重要理论支柱。
托勒密还用数学来解释天体视动，这在当时被认为是绝对准确的，他证明了许多与天文学计算有关的球面三角定理。我们在前面称托勒密为古罗马时代的科学巨人，是因为在罗马时代，科学发展比较缓慢，尽管他的研究成果有重大错误，但他毕竟在地理学、数学、光学等几个领域，都做出了杰出的贡献。在托勒密之后，希腊文化的曙光完全消失。古罗马未能在辉煌的希腊文化之上有所建树，相反，却把古希腊的科学业绩都断送了。
随着古罗马的衰落，宗教开始盛行。据说那时把耶稣诞生的那年定为公元第一年，通常以A.D.表示，这是拉丁文Anno Domini 的缩写，其意思是“主的诞生年”。后来把公元前记为B.C.，这是英文Before—Christ，意思是在基督之前。耶稣和基督本来就是一个意思，指救世主。
从此，犹太教和基督教的经典《圣教》逐步取代科学。人们在基督教主宰之下，接受由希伯来传来的宇宙观，认为地球是宇宙的中心，地是平的，立在柱上；地上有孔穴，是死人居住的地方。至于柱子又是立在什么上，他们都不去思考了。天文学和一切科学的发展都受到阻碍。人们活在上帝的意念中。
古罗马后期，统治阶层都相信神学和《圣经》，对科学再没有一点热情了。既然大地是平坦稳固的，再也不需要科学去改造它了，只有神能改变一切了。
当罗马君士坦丁皇帝皈依基督教之后，他就把国家的一切权力作为反科学的工具。他破坏了图书馆和博物馆，焚烧了大量的异教徒的图书，在西方历史上演出一场“焚书坑儒”的丑剧。
罗马分裂为东、西罗马之后，东罗马帝国拜占庭的皇帝查士丁尼就禁止异教徒和不信教的人担任大学职务，还没收这些人的财产。这样一来，一切科学成果均被破坏了。
基督教完全统治了古罗马后期人们的精神，人们再不用对自然奥秘感到惊奇，不用提出任何自然科学问题，也不用对自然进行理论研究和实验探索。因为，只要皈依基督教，一切问题自然由全能的主来解决了。这个时候，宗教弥漫着人们，科学再也呼吸不到一点新鲜空气，政治不可避免地陷于混乱之中，内部腐败，外族入侵，农业的奴隶和农民震撼着国家的政权。
在古罗马逐步走向灭亡的过程中，一个新的科学中心——古代阿拉伯逐步兴旺起来。
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