Fondasi geografi ilmiah modern tampaknya telah diletakkan oleh para sarjana Yunani kuno. Para sarjana Yunani-lah yang mencoba membedakan antara kenos (artinya kosong) dan kosmos (yaitu alam semesta dipahami sebagai suatu sistem dari bagian-bagian yang berhubungan secara harmonis).
Meskipun akar keilmuan Yunani kuno dalam pengembangan gagasan geografis kembali ke pengamatan, pengukuran, dan generalisasi orang Mesir kuno, Fenisia, dan Mesopotamia, organisasinya dalam bentuk konsep atau paradigma pada dasarnya adalah pencapaian Herodotus. Plato, Aristoteles, Eratosthenes dan Starbo.
Tradisi sastra dan matematika dapat ditelusuri dalam karya para filsuf Yunani. Mereka menghasilkan deskripsi topografi tempat-tempat di dunia yang dikenal, membahas kondisi alam dan budaya penduduknya.
Pelaut Yunani abad ke-8 SM dapat membedakan empat jenis angin dan arahnya. Kota Miletus di sisi timur Laut Aegea muncul sebagai pusat filsafat geografis. Itu pada dasarnya adalah pusat komersial yang menerima laporan tentang geometri Mesir, aljabar Sumeria, dan astronomi Asyur.
Thales adalah orang pertama di antara para sarjana Yunani yang memperhatikan pengukuran dan lokasi benda-benda di muka bumi selama abad ke-7 dan ke-6 SM. Anaximander memperkenalkan instrumen Babilonia, gnoman yang memungkinkan berbagai pengamatan mengenai posisi relatif benda langit. Ini memungkinkan untuk menetapkan waktu titik balik matahari dan ekuinoks. Dia juga menyiapkan peta dunia dengan Yunani di tengah dan lautan di sekelilingnya.
Dia menawarkan penjelasan ontologis sehubungan dengan substansi utama alam semesta, sementara Thales menganggap air sebagai materi utama. Kontribusi utama Hecataeus adalah gesperidos atau deskripsi bumi. Mereka bertiga berasal dari Miletus. Pengamatan kontras mereka mewakili dualisme antara generalis dan mereka yang berusaha mendeskripsikan hal-hal unik.
Herodotus mengolok-olok tradisi matematika dalam studi geografi. Sebaliknya, dia lebih suka pendekatan historis. Selama banyak perjalanannya melintasi Laut Hitam, stepa Rusia, dan Kekaisaran Persia, dia menyaksikan keragaman gaya hidup dan budaya dan dia menggambarkannya dengan jelas. Ia juga dikenal sebagai bapak etnografi.
Plato bekerja pada pendekatan sebab dan akibat dan berpendapat bahwa dunia telah diciptakan dengan sempurna, tetapi sekarang sedang dalam proses penurunan. Dia tampaknya menjadi filsuf pertama yang memberikan konsep bumi bulat yang terletak di pusat alam semesta dengan benda langit bergerak melingkar di sekitarnya.
Pythagoras (pada abad ke-6 SM) menghitung beberapa hukum matematika untuk gerak melingkar benda langit. Permenider menerapkan hukum ini pada pengamatan yang dilakukan dari permukaan bumi yang bulat. Eudoxus memberikan teori zona iklim berdasarkan peningkatan kemiringan dari matahari pada permukaan bola.
Aristoteles adalah bapak dari konsep teleologis yang melihat alam semesta direncanakan oleh penciptanya. Ia mendirikan prinsip-prinsip dasar penjelasan ilmiah. Dia memberikan teori tempat alam dan membedakan antara ruang angkasa dan ruang bumi. Dia memulai konsep berbagai kelayakhunian bumi dengan perbedaan garis lintang.
Penaklukan Alexander, selama abad ke-4 SM, mempopulerkan pengetahuan Yunani tentang bumi ke tempat-tempat setinggi Indus. Hippocrates (abad ke-5 dan ke-4 SM) menekankan korespondensi antara lingkungan fisik dan karakter bangsa. Dia memberikan perhatian khusus pada peran perantara pendudukan manusia. Hippocrates mungkin menghasilkan geografi medis terbesar di dunia pada zaman kuno.
Pelayaran Pythaes (sekitar abad ke-4 SM) membawanya ke batas utara dunia layak huni. Dia memberikan informasi berharga tentang gaya hidup penduduk Inggris, Denmark, Norwegia, dan Islandia. Ia juga mengkaitkan fenomena pasang surut dengan berbagai fase bulan.
Eratosthenes (abad ke-3 dan ke-2 SM) pertama kali menciptakan kata geografi dan dikenal sebagai “bapak geografi”. Dia menghitung keliling bumi dengan sangat teliti. Dia menerima divisi utama Eropa, Asia dan Libya. Dia memberikan batasan matematis ke lima zona iklim utama — satu Zona Torrid, dua zona beriklim sedang, dan dua zona dingin.
Eratosthenes menyiapkan peta dunia di mana dia menggunakan bingkai garis utara-selatan dan timur-barat, tetapi jaraknya tidak teratur. Yang sama pentingnya adalah pengembangan sistem koordinat untuk dunia, yaitu lintang dan bujur, yang dia gunakan untuk menemukan tempat dan mengukur jarak. Karya kartografi Eratosthenes kemudian dikembangkan oleh murid-murid dan penerusnya di museum di Alexandria.
Hipparchus, pada abad ke-2 SM, menemukan instrumen astrolabe yang memungkinkan pengukuran garis lintang di laut dengan mengamati sudut bintang kutub. Dia adalah orang pertama yang menetapkan posisi yang tepat dari setiap titik di permukaan bumi.
Dia mendefinisikan garis bujur dan garis lintang dan menyatakan bahwa bumi berputar melalui lima belas derajat garis bujur setiap jam. Dia memperkenalkan konsep proyeksi stereografi dan ortografi pada peta. Geografi pada masanya menjadi lebih matematis dan teknis, dan astronomi menjadi pusat disiplin.
Possidonius mencoba mengukur keliling bumi -dengan mengamati ketinggian di atas cakrawala Canopes di Rhodes dan Alexandria. Dia juga berasumsi bahwa suhu tertinggi dan gurun terkering terletak di zona beriklim sedang di dekat daerah tropis dan suhu di dekat khatulistiwa jauh lebih sedikit daripada yang ekstrim, sehingga bertentangan dengan Aristoteles yang menganggap bagian khatulistiwa tidak dapat dihuni karena kondisi ekstrim.
