Hipparkhoszt "a csillagászat atyjaként" említik. Valószínűleg az ókor legnagyobb csillagásza volt. Eudoxosz és Arisztotelész szféráit elvetve új, teljes világképet alkotott. Bevezette az epiciklusok rendszerét, hogy ezzel magyarázza az égitestek mozgásait. Az epiciklus rendszer lényege, hogy az égitestek összetett körpályán mozognak a középpontban lévő Föld körül. A Föld körül egy főkör (deferens) helyezkedik el, amelyen egy kisebb kör (epiciklus) található. Az égitest az epiciklusra van "ráerősítve". Az epiciklus úgy gurul végig a deferensen, hogy középpontja mindig a deferens egyik pontjával esik egybe. Így nagyszerűen kijön egy olyan pálya (epiciklois), amellyel a hurokvetés jól magyarázható. Hipparkhosz feltételezte, hogy a deferens középpontja nem esik egybe a Földdel, vagyis bolygónk egy kissé centrumon kívüli (excentrikus) pozícióban van. Hipparkhosz szerint a Nap körpályájának központja a sugár 1/24-ed részével van eltolva a Földhöz képest. Ennek bevezetésére azért volt szükség, mert régóta megfigyelt tény volt, hogy az évszakok egyenlőtlen hosszúságúak.

Hipparkhosz nevéhez fűződik az első csillagkatalógus, amely 1022 állócsillagot tartalmaz. A katalógust Ptolemaiosz közölte az Almagesztben. A katalógus elkészítésének valószínűleg az volt az oka, hogy Kr. e. 134-ben új csillag jelent meg a Skorpió csillagképben, amely feltehetőleg egy szupernóva volt. Hipparkhosz vezette be a csillagok fényességskáláját (magnitudóskála). A csillagokat hat fényrendbe sorolta. Az első fényrendbe a legfényesebbek, a másodikba a kevésbé fényesek tartoztak stb. A hatodik fényrend tagjait a szabad szemmel még éppen észrevehető csillagok jelentették.

Hipparkhoszban tisztelhetjük a tudományos térképészet megalapítóját is. Bevezette a fokhálózatot, a szélességi- és hosszúsági körök rendszerét. A kezdő hosszúsági fokot (meridiánt) Rhodosz szigetén jelölte ki. (Ma London egyik elővárosa, Greenwich területén, pontosabban annak csillagvizsgáló kupoláján megy át.) A hosszúsági fokbeosztást az égitestek különböző delelési ideje alapján állapította meg. A szélességi fokok kijelölésénél egyes égitestek horizont feletti magasságának változását vette alapul.

Az epiciklusok rendszere