細心的埃拉托色尼發現：離亞歷山大城約800公里的塞恩城(今埃及阿斯旺附近)，夏日正午的陽光可以一直照到井底，因而這時候所有地面上的直立物都應該沒有影子。但是，亞歷山大城地面上的直立物卻有一段很短的影子。

他認為：直立物的影子是由亞歷山大城的陽光與直立物形成的夾角所造成。從地球是圓球和陽光直線傳播這兩個前提出發，從假想的地心向塞恩城和亞歷山大城引兩條直線，其中的夾角應等于亞歷山大城的陽光與直立物形成的夾角。按照相似三角形的比例關系，已知兩地之間的距離，便能測出地球的圓周長。

埃拉托色尼測出夾角約為7度，是地球圓周角(360度)的五十分之一，由此推算地球的周長大約為4萬公里，這與實際地球周長(40076公里)相差無幾。

他還算出太陽與地球間距離為1.47億公里，和實際距離1.49億公里也驚人地相近。這充分反映了埃拉托色尼的學說和智慧。

　　埃拉托色尼是首先使用“地理學”名稱的人，從此代替傳統的“地方志”，寫成了三卷專著。書中描述了地球的形狀、大小和海陸分布。埃拉托色尼還用經緯網繪制地圖，最早把物理學的原理與數學方法相結合，創立了數理地理學。