和公元前5世纪科学的长足进步以及公元前3世纪革命性的成就一比，公元前4世纪的科学可以说是毫无进展。大体说来，这个时代的科学以记录下其所累积的知识为满足。虽然色诺克拉底写了一本《几何学的历史》，提奥夫拉斯图斯写了《自然科学史》，美农也写了一本《医学史》，而欧德谟斯更写了算术、几何还有天文学等各科的演进，但是，由于宗教、道德和政治等问题似乎比大自然的问题更重要也更迫切，人们也就跟着苏格拉底走，由对物质世界客观的研究转向对精神与城邦的关切。
柏拉图很喜欢数学。他将其哲学深深融入数学之中，并使其“学院”以数学为主，更几乎使锡拉库萨成为数学的天下。对他来说，算术是一套半神秘的数字理论，几何学也不是大地的测量，而是纯理性的训练，是通往“上帝”心灵的门径。普卢塔克记载，柏拉图对欧多克索斯和阿尔克塔斯两人做机械实验一事颇感“愤慨”，认为这是“糟蹋了几何学的一大效用，因为它卑鄙地遗弃了那些可使人恢复感觉力与无形的纯智慧，却求助于物质”。普卢塔克又说，如此一来“力学逐渐与几何学脱节，并被哲学家弃绝或忽视，逐渐转为军事学”。不过，抽象归抽象，柏拉图对数学也很有贡献。他给“点”下了重大定义，说“点”是线的开始，发明求出等于两数平方和的第三个平方的公式，并发明或改良了数学分析——借结论来推断某一命题为正确或谬误，归谬法即是其一。柏拉图的“学院”课程中对数学一门的重视，就算只培养出克尼都斯的欧多克索斯和庞托斯的赫拉克利底斯这两名有创造力的学生，对数学也极有贡献了。
柏拉图的朋友阿尔克塔斯除了七度被选任塔拉斯的军事领袖、写下数本关于毕达哥拉斯哲学的小册子外，还曾发展记载谱乐的方法及制作一立方体使其体积等于原立方体2倍的方法，更写了我们所知道的有关机械方面的第一篇论文。古人都相信他发明过三样划时代的东西——滑车、螺旋和能嘎嘎作响的婴孩玩具，前两者奠定了机械工业的基础，亚里士多德说后者“使小孩手中有东西玩，免得弄坏房间里的其他东西”。同时期的蒂诺斯特拉图斯（Dinostratus）借割圆曲线来“制作一正方形使其面积与一已知圆相等”。其弟梅内克姆斯（Menaechmus）是柏拉图的弟子，创下二次曲线几何学 ，制作一立方体使其体积等于原立方体的2倍，以公式来作正多面体的理论上的解释 ，阐扬无理数的理论，并创下一句名言。他对亚历山大说：“陛下，一国之内可以有御用道路和老百姓使用的道路，可是几何学的道理却只能有一个。”
欧多克索斯在公元前4世纪的科学界很有名气。他和普拉克西特列斯两人使得克尼都斯城的名字流芳史册。他约公元前408年出生于该城，23岁左右到洛克利师从菲利斯蒂翁学医，又到塔拉斯向阿尔克塔斯学几何，再到雅典跟柏拉图学哲学。他家境贫困，因此他在比雷埃夫斯过着穷日子，每次上学都由住处步行到“学院”。他在克尼都斯停留一段时间后到埃及，用16个月的时间向赫利奥波利斯的僧侣学习天文学。以后他就在普罗波恩蒂内教数学。40岁时他带着学生搬到雅典，在那里办了一所科学与哲学的学堂，并曾一度与柏拉图抗衡。最后，他又回到克尼都斯建立天文台，并受托为该城制定一套新法。
他对几何学的贡献都在基础方面。他发明了比例的理论 ，而这些待证的定理，大都经欧几里得的第五而流传下来。他又发明了穷尽法（exhaustion），使后人能够计算出圆的面积及球体、角锥和圆锥体的体积。如果没有这些成就做基础，那么阿基米德原理很可能就根本无法发现。不过他最热衷的，还是天文学。欧多克索斯对天文学的兴趣之浓，由下面这句话可见一斑。他说，要是他能发现太阳的本质、大小和形状的话，他就是跟法厄同一样被大火烧了亦甘之如饴。占星术在当时是包含我们现在称为天文学的学科在内的。不过，欧多克索斯劝学生不必去理那套迦勒底的理论：由某人诞生时辰的星座位置可判断其命运。他很想把天体的运行纳入固定的规则中，在其著作《现象界》（Phainomena）——古人奉为天文学的圭臬——中，他奠定了科学化预测天气的基础。
他最有名的理论也是一个光荣的失败。他认为宇宙是由27个透明看不见的球体组成，这些球体各自以不同的方向与速率环绕地球运行，天体则分别固定在这些同心圆球体的外围。这套理论在现在看来有点荒唐，不过它却是人类最初几次想对天体的活动提出科学解释中的一次。为配合这套理论，欧多克索斯又很精确地（如果我们不以我们现有的知识为标准来衡量）计算出行星的会合期与黄道期。 这个理论在古代天文学的理论中最能刺激人们研究天文学的兴趣。
锡拉库萨的艾克芬托斯在公元前390年左右记载：“地球向东自转。”庞托斯的赫拉克利底斯是古代一个伟大的万事通——在文法、音乐、诗歌、修辞、历史、几何、逻辑和伦理学各方面都有力著——他根据这个说法而独立研究，主张宇宙间各天体并未绕地球运行，较中肯的说法应该是地球绕其轴自转。赫拉克利底斯说金星和水星是绕太阳运行的。赫拉克利底斯或许真有那么光辉的片刻比阿利斯塔克和哥白尼更棋高一着，因为格米努斯的断简残篇（公元前70年左右）中提道：“庞托斯的赫拉克利底斯主张，就算地球果真以某种方式运转，只要太阳以某种方式不动的话，和太阳之间显然不规则的关系应可减少。”遗憾的是，赫拉克利底斯意究何指，恐将永远是个不解之谜了。
同一时期在各种科学方向上也稍有进展。在地理学方面，墨西拿的希腊传记作家狄凯阿科斯，测量各山的高度，算出地球的圆周约为30 000英里，并注意到太阳对潮汐的影响。公元前325年，亚历山大诸将中有个名叫尼尔库斯的人，自印度河口起航沿亚洲南海岸驶向幼发拉底河。他的航海日志是古代地理学名著之一，其中部分保存在阿里安的《印第卡》（Indica）中。测地学——测量地表、高地、洼地、位置与体积的学问——已有其名称而与地理学有所区别。意大利的菲尼斯蒂翁在公元前4世纪初已进行动物解剖，更给我们的心脏取了一个名字——“生命的调整器”或“灵魂的座位”。埃维亚岛上卡里斯图斯城的狄奥克莱斯，约在公元前370年解剖动物的子宫，画出27—40天胚胎期的人类胚胎，使解剖学、胚胎学、妇科、产科更加进步，并纠正一项希腊人误信已久的错误，他说男女两性都贡献出形成胚胎的“种子”。第二个阿斯帕西娅后来成为公元前4世纪雅典的内科名医，以妇科、外科手术及其他各科见长。为了避免因医学太发达以致将死亡率降低得太快而导致生存成问题，阿卡狄亚的埃涅阿斯·塔西佗在公元前360年左右及时为菲利普和亚历山大出版了第一本希腊军事学的名著。
