Высшие достижения математики и астрономии, особенно расцветших в Александрии в 3—2 вв. до н. э., связаны с именами Евклида, Архимеда, Аполлония Пергского, Аристарха Самосского, Гиппарха из Никеи. В трудах этих учёных эллинистическая наука подошла к ряду проблем: дифференциальное и интегральное исчисление, теория конических сечений, гелиоцентрическая система мира и т. д., нашедших дальнейшее развитие лишь в новое время. Из математиков, работавших в Александрии, известны также Никомед, Диокл, Зенодор (труд «Об изопериметрических фигурах») и Гипсикл, автор XIV книги евклидовых «Начал» и трактата «О многоугольных числах». Селевк из Селевкии (2 в. до н. э.) выступал как последователь гелиоцентрической системы Аристарха, установил зависимость морских приливов и отливов от положения Луны. Успехи теоретической механики были связаны прежде всего с работами Архимеда; известность приобрёл также псевдоаристотелевский трактат «Механические проблемы». Развитию прикладной механики содействовали многочисленные изобретения Ктесибия. Достижения прикладной механики были подытожены в трудах Герона Александрийского.
Походы Александра Македонского стимулировали расширение географических знаний. Ученик Аристотеля Дикеарх около 300 до н. э. составил карту всей известной тогда ойкумены и попытался определить размеры земного шара; его результаты были уточнены Эратосфеном из Кирены, плодотворно работавшим в самых различных областях знаний. Посидоний с о. Родос написал помимо философских сочинений ряд работ по географии, астрономии, метеорологии и др. Труд Страбона «География» (в 17 кн.) обобщил географические знания эпохи.
Накопленные знания в области ботаники были систематизированы Теофрасом. Большой интерес был достигнут в области анатомии человека и в медицине.
Деятельность Герофила из Халкедона и Эрасистрата была этапом на пути к созданию научной анатомии. Под влиянием этих учёных на рубеже 3 и 2 вв. до н. э. возникла школа врачей-эмпириков (Филин Косский, Серапион Александрийский и др.), признававшая опыт в качестве единственного источника медицинских знаний.
В связи с развитием точных наук, совершенствовалась и военная техника. В эпоху эллинизма возникли новые виды метательного оружия: катапульты и баллисты, стрелявшие большими стрелами и камнями, с дальнобойностью до 350 м. В их конструкции использовался натянутый упругий канат, изготавливавшийся из сухожилий животных.
В качестве тяжей для отвода рычагов метательных машин лучшим материалом считались женские волосы, умащенные маслом, которые патриотически настроенные жены сами жертвовали в тяжелых военных ситуациях. Появились модернизированные виды осадных башен (гелепол). К разработке отдельных типов оборонительных сооружений и машин приложил руку и великий техник древности Архимед.
Наука еще была ограничена условиями времени, поскольку не существовало удобных арабских обозначений чисел, точных инструментов наблюдения и т. п.
Но расцвет науки стал в то же время и предельной точкой ее развития, поскольку в этой области римляне так и не сравнялись с греками. Европа вплоть до эпохи Возрождения будет жить за счет научного багажа, приобретенного в период эллинизма. «Тот, кто понимает Архимеда и Аполлония, — говорил Лейбниц, — меньше восхищается современными учеными».
3. Историческая наука
Сюжетами исторических сочинений обычно служили события недавнего прошлого и современные авторам.. В исторических сочинениях обсуждались вопросы о роли судьбы и выдающихся личностей в истории, об идеальной форме государства, возникающей из смешения демократии, аристократии и монархии, о слиянии истории отдельных стран во всемирную историю и т. п. По своей форме произведения многих историков находились на грани художественной литературы: изложение событий искусно драматизировалось, использовались риторические приёмы, эмоционально воздействовавшие на широкую аудиторию. В таком стиле писали историю Александра Македонского Каллисфен (конец 4 в.) и Клитарх Александрийский (не ранее 280—270), историю греков Западного Средиземноморья — Тимей из Тавромения (вскоре после 264), историю Греции с 280 по 219 — Филарх Афинский.
Другое направление историографии придерживалось более строгого и сухого изложения фактов (не исключавшего тенденциозности), например: история походов Александра, написанная Птолемеем I после 301; история периода борьбы диадохов, написанная Иеронимом из Кардии (не ранее 272), и др. Крупнейшим историком 2 в. был Полибий, автор всемирной истории от 220 до 146. Вслед за Полибием в 1 в. всемирную историю писали Посидоний из Апамеи, Николай Дамасский, Агатархид Книдский, Диодор Сицилийский. Продолжала разрабатываться история отдельных государств, изучались хроники и декреты греческих полисов, возрос интерес к истории восточных стран. Уже в начале 3 в. появились труды на греческом языке местных жрецов-учёных: Манефона (история фараоновского Египта), Бероса (история Вавилонии), Аполлодора из Артемиты (история парфян); исторические сочинения на местных языках (например, Книги Маккавеев о восстании жителей Иудеи против Селевкидов).