Astronomi
Dimulainya astronomi yang berdasarkan perhitungan matematis dan ilmiah dulu dipelopori oleh orang-orang Babilonia.[10] Mereka menemukan bahwa gerhana bulan memiliki sebuah siklus yang teratur, disebut siklus saros.[11] Mengikuti jejak astronom-astronom Babilonia, kemajuan demi kemajuan kemudian berhasil dicapai oleh komunitas astronomi Yunani Kuno dan negeri-negeri sekitarnya. Astronomi Yunani sedari awal memang bertujuan untuk menemukan penjelasan yang rasional dan berbasis fisika untuk fenomena-fenomena angkasa.[12] Pada abad ke-3 SM, Aristarkhos dari Samos melakukan perhitungan atas ukuran Bumi serta jarak antara Bumi dan Bulan, dan kemudian mengajukan model Tata Surya yang heliosentris — pertama kalinya dalam sejarah. Pada abad ke-2 SM, Hipparkhos berhasil menemukan gerak presesi, juga menghitung ukuran Bulan dan Matahari serta jarak antara keduanya, sekaligus membuat alat-alat penelitian astronomi paling awal seperti astrolab.[13] Mayoritas penyusunan rasi bintang di belahan utara sekarang masih didasarkan atas susunan yang diformulasikan olehnya melalui katalog yang waktu itu mencakup 1.020 bintang.[14] Mekanisme Antikythera yang terkenal (ca. 150-80 SM) juga berasal dari periode yang sama: komputer analog yang digunakan untuk menghitung letak Matahari/Bulan/planet-planet pada tanggal tertentu ini merupakan barang paling kompleks dalam sejarah sampai abad ke-14, ketika jam-jam astronomi mulai bermunculan di Eropa.[15]
Bulan
Pada Abad Pertengahan, sebelum ditemukannya teleskop, Bulan diyakini sebagai sebuah bola batu, meskipun juga banyak yang percaya bahwa permukaan bulan "sangat halus". Pada tahun 1609, Galileo Galilei untuk pertama kalinya membuat sebuah gambar teleskopis Bulan dalam bukunya yang berjudul dan menjelaskan bahwa permukaan Bulan tidak halus, tetapi memiliki pegunungan dan kawah. Pemetaan teleskopis Bulan terus berlanjut di sepanjang Abad Pertengahan; pada abad ke-17, Giovanni Battista Riccioli dan Francesco Maria Grimaldi berhasil menciptakan sebuah sistem penamaan geologi Bulan yang tetap digunakan hingga saat ini. karya Wilhelm Beer dan Johann Heinrich Mädler (1834-1836), serta buku (1837), merupakan buku pertama yang secara akurat menjelaskan penelitian mengenai Bulan dari sudut pandang trigonometri, termasuk ketinggian lebih dari seribu gunung di Bulan, dan memperkenalkan penelitian Bulan dengan tingkat akurasi yang bisa diukur oleh geografi Bumi. Kawah Bulan pertama kali dicatat oleh Galileo, dan awalnya dianggap sebagai gunung berapi sampai tahun 1870-an, dan kemudian Richard Proctor menjelaskan bahwa kawah-kawah tersebut terbentuk akibat tubrukan. Pendapatnya ini didukung oleh eksperimen yang dilakukan oleh geolog Grove Karl Gilbert pada tahun 1892, dan setelah perkembangan studi komparatif pada 1920-an hingga 1940-an, stratigrafi Bulan menjadi cabang ilmu astrogeologi baru pada tahun 1950-an.