Po zániku alexandrijského vedeckého strediska roku 391 n. l. mnohí alexandrijskí vedci emigrovali do Sýrie a Iránu. Grécke astronomické diela sa začínali prekladať do sýrskeho jazyka a prenikať do arabskej oblasti. Pokračovateľmi Ptolemaiovho diela sa stali nestoriáni v Sýrii, ale najmä Arabi v Bagdade a neskôr i v Strednej Ázii. Prostredníctvom nestoriánov sa dostal v 6. storočí do arabskej kultúrnej oblasti Ptolemaiov spis Megalé syntaxis. V Bagdade, hlavnom meste arabského kalifátu, bolo roku 829 založené na dvore kalifa al-Mamúna astronomické observatórium. Práve tu v rokoch 829-830 Al-Hajjaj Ibn Jusuf preložil Almagest zo sýrskeho textu. A tak sa toto dielo stalo známym aj v arabskom svete. Bagdadské observatórium bolo vybavené väčšími a dokonalejšími prístrojmi tohto typu, aké sa predtým používali v Alexandrii. Arabskí učenci zhotovili aj ďalšie astronomické prístroje, napr. torquetum. Sextant, ktorý sa používal na astronomické pozorovania na bagdadskom observatóriu v 10. storočí, mal polomer až 17 metrov.

Predstavy arabských astronómov o vesmíre ovplyvnila najmä Ptolemaiova geocentrická svetová sústava. Komentár k arabskému prekladu Ptolemaiovho Almagestu napísal Tabit Ben Korr (835-901). V tomto období vzniklo v arabskom svete veľa zbierok tabuliek pre astronómov - zídži; z obdobia 8.-15. storočia sa ich zachovalo okolo 100 exemplárov. Porovnaním vlastných, veľmi presných pozorovaní s údajmi Almagestu určil Al-Battání (850-929) pomerne presnú hodnotu precesie (55") a sklonu ekliptiky. Zostavil aj veľmi presné tabuľky pohybu Slnka a Mesiaca. Al-Sufi (903-986) uskutočnil revíziu Hipparchovho katalógu hviezd a na základe nových pozorovaní určil presnejšie zdanlivú jasnosť hviezd. Abul Vefa (940-998) objavil variácie v pohybe Mesiaca. Arabský astronóm z Egypta Ibn Junis (950-1009) zostavil nové tabuľky pohybu planét (Hakemitské tabuľky) na základe dvestoročných arabských pozorovaní. V stredoázijskom Chorasáne určil Abu Ar-Rajchan Al-Birúní (973-1048) novou, originálnou metódou rozmery Zeme, opísal zmeny farby Mesiaca počas jeho zatmení a uplatňoval heliocentrickú myšlienku o rotácii Zeme a o jej obehu okolo Slnka. Tadžický učenec Abu Ali Ibn Síná (Avicenna, 980-1037) hlásal večnosť a nezničiteľnosť hmoty. Ďalší tadžický vedec Omar Chajjám (1048-1123) zreformoval kalendár zavedený roku 1079.

V západnom arabskom svete utvorili roku 961 vysokú školu v Córdobe (córdobský kalifát), na ktorej sa prednášala aj astronómia.