Astronomía observacional
Como ciencia, el estudio de la astronomía se ve algo obstaculizado por el hecho de que los experimentos directos con las propiedades del universo distante no son posibles. Sin embargo, esto es parcialmente compensado por el hecho de que los astrónomos tienen un vasto número de visibles ejemplos de fenómenos estelares que pueden ser examinados. Esto permite que los datos de observación se puedan representar en gráficos y tendencias generales. Ejemplos cercanos de fenómenos específicos, como las estrellas variables, puedan entonces ser utilizadas para inferir el comportamiento de este tipo de estrellas que se hallan mucho más alejadas. Estos puntos de referencia pueden por lo tanto ser empleados para medir otros fenómenos en ese vecindario, incluyendo la distancia a una galaxia.
Tetrabiblos
El texto comienza con la dedicación a «Syrus», un personaje no identificado al que Ptolomeo dedicaba todas su obras. En éste, Ptolomeo distingue dos tipos de estudio astronómico: El primero; la astronomía propiamente dicha, que describe los ciclos y movimientos astronómicos; el segundo: la astrología que investiga los cambios que tales movimientos provocan. Afirma que cada una tiene su propia ciencia y la primera es deseable por derecho propio «"a pesar de que no alcanza el resultado dado por la segunda"». Esto se toma para demostrar la opinión de Ptolomeo sobre que la astronomía y la astrología son estudios complementarios, de modo que mientras la astrología es menos autosuficiente y factual, su empleo hace la práctica de la astronomía más útil. Aunque los términos «astronomía» y «astrología» fueron usados indistintamente en los textos antiguos, esto también demuestra la definición temprana de dos temas diferenciados que fueron discutidos extensamente por Ptolomeo en dos trabajos separados.