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Fue autor del tratado astronómico conocido como Almagesto (en griego Hè Megalè Syntaxis, El gran tratado). Se preservó, como todos los tratados griegos clásicos de ciencia, en manuscritos árabes (deahí su nombre) y sólo está disponible en la traducción en latín de Gerardo de Cremona, realizada en el siglo XII.
Heredero de la concepción del Universo dada por Platón y Aristóteles, su método detrabajo difirió notablemente del de éstos, pues mientras Platón y Aristóteles dan una cosmovisión del Universo, Ptolomeo fue un empirista. Su trabajo consistió en estudiar la gran cantidad de datosexistentes sobre el movimiento de los planetas con el fin de construir un modelo geométrico que explicase dichas posiciones en el pasado y fuese capaz de predecir sus posiciones futuras.
La cienciagriega tenía dos posibilidades en su intento de explicar la naturaleza: la explicación realista, que consistiría en expresar de forma rigurosa y racional lo que realmente se da en la naturaleza, y laexplicación positivista, que radicaría en expresar de forma racional lo aparente, sin preocuparse de la relación entre lo que se ve y lo que en realidad es. Ptolomeo afirma explícitamente que su sistema nopretende descubrir la realidad, y que es sólo un método de cálculo. Es lógico que adoptara un esquema positivista, pues su teoría geocéntrica se opone flagrantemente a la física aristotélica: porejemplo, las órbitas de su sistema son excéntricas, en contraposición a las circulares y perfectas de Platón y Aristóteles.


Aunque no perduró ninguna carta de Ptolomeo, en el Renacimiento sereconstruían Mapa Mundi a partir de la Geographia de Ptolomeo. Esta carta es una copia de Johannes de Armsshein, Ulm, en 1482.
El Almagesto contiene un catálogo de estrellas que Ptolomeo tomó de una obraperdida de Hiparco de Nicea. Aunque Ptolomeo afirmó que observó el catálogo, se desprende de múltiples líneas de evidencia el hecho de que el catálogo fue obra de Hiparco. El Almagesto también...