Fue astrólogo y astrónomo, actividades que en esa época estaban íntimamente ligadas.
Claudio Ptolomeo propuso el sistema geocéntrico como la base de la mecánica celeste que perduró por mas de 1.400 años: la Tierra es el centro del interés astronómico.
Ptolomeo es un empirista; explica lo que ve. Su trabajo consistió en estudiar la gran cantidad de datos existentes sobre el movimiento de los planetas con el fin de construir un modelo geométrico realista que explicase dichas posiciones en el pasado y fuese capaz de predecir sus posiciones futuras.Aplicó el estudio de la astronomía al de la astrología, creando los horóscopos. Todas estas teorías y estudios están escritos en su obra Tetrabiblon.
En el campo de la óptica exploró las propiedades de la luz, sobre todo de la refracción y la reflexión. Su obra Óptica es un tratado sobre la teoría matemática de las propiedades de la luz.
Otra gran obra suya es la Geographia, en que describe el mundo de su época. Utiliza un sistema de latitud y longitud que sirvió de ejemplo a los cartógrafos durante muchos años.
El mundo de la música tampoco fue ignorado por Ptolomeo. Escribió un tratado de teoría musical llamado Harmónicos. Pensaba que las leyes matemáticas subyacían tanto los sistemas musicales como en los cuerpos celestes, y que ciertos modos y aún ciertas notas correspondían a planetas específicos, las distancias entre estos y sus movimientos. La idea había sido propuesta por Platón en el mito de la música de las esferas, que es la música no escuchada producida por la revolución de los planetas.
La unión de la música y la poesía es otra concepción griega sobre el género musical. Eran prácticamente sinónimos.
Aplicó sus conocimientos de trigonometría a la construcción de astrolabios y relojes de sol.
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