El segundo período de la cultura alejandrina, ya bajo dominación romana, fue sólo un pálido reflejo de la primera etapa, pero durante él apareció un personaje importante: Claudio Ptolomeo. De su vida, sólo se sabe que trabajó durante la primera mitad del s. II d.C. En aquella época elaboró su trabajo más conocido, la "Síntesis Matemática", más conocida por el nombre de su traducción árabe: el "Almagesto". En él se sintetizan todos los conocimientos astronómicos de la Antigüedad. Ptolomeo se inspira en las ideas de Hiparco, abandonando el modelo de Eudoxo de las esferas concéntricas, y ampliando la "teoría de los epiciclos", basada en el axioma del círculo heredado de la filosofía griega.

En su propuesta, la Tierra se encontraba en el interior de un círculo imaginario llamado "deferente" (aunque no necesariamente en el centro geomérico). Sobre el deferente, y para cada planeta, además de para la Luna y el Sol, Ptolomeo coloca otro círculo más pequeño, al que llamó "epiciclo". El centro del epiciclo recorre el círculo deferente, mientras cada planeta se desplaza a lo largo del epiciclo, en sentido contrario al movimiento del centro del epiciclo. Si con eso no bastaba, se añadían más epiciclos, hasta poder explicar el movimiento aparente de todos los planetas. Pero las curvas que describían los movimientos eran muy complicadas y de difícil comprensión. Para Ptolomeo, su modelo no representaba un mecanismo real, pero la ciencia medieval, monopolizada por la Iglesia, lo convirtió en la versión oficial durante 15 siglos.