在希波克拉底以后的时代，埃及都城亚力山大成了当时科学和医学的中心（公元前4—前1世纪），自然科学得到一定的发展并到了实证的阶段。

此时，医学也走入了实证的阶段，解剖学和生理学开始奠基。作为解剖学创始人的著名医生希洛菲利（Herophilus，公元前335？—前260？）在解剖学和生理学上有重要发现。他是第一位系统研究脑和脊髓解剖的人，并区分出神经和血管。他还发现了神经通路，观察了神经和大脑以及脊髓的联系，懂得神经传导感觉至中枢，并司管运动。他提出了脑是神经系统的中心器官和智慧所在。他还是脉学的创始人，利用水时计（滴漏）计算脉搏的次数，细致地观察搏动的速度和弛张状况。

与希洛菲利同时代的医生爱拉西斯拉特（Erasistratus，约公元前310—前250）被认为是生理学和病理学的创始人。他认为每种器官都有3种脉管：静脉、动脉和神经。他认为进入肺内的空气甚至也进入心脏，并在心脏内形成“生命灵气”（vital spirit），再经动脉输送至全身各部。

在公元前2世纪时，罗马人占领了原来的希腊地区，因而大批希腊医生来到罗马。如罗马最著名的医生盖伦（Galen，129—200）原籍就是希腊，他对希波克拉底的著作进行了认真的研究，批判地继承了希波克拉底的医学体系。

盖伦对解剖学和生理学都做了很多研究。他认为人体有3种灵气：动物灵在脑，是感觉和活动的中心；生命灵在心内和血液混合，是血液循环的中心；自然灵从肝到血，是营养和代谢的中心。他倡导了循环学说，但认为血液循环的起点不在心脏而在肝。血液在肝形成，然后分布到全身，并证明动脉内含有血液，改正了以前认为动脉中含有空气的谬见。他认为静脉血粗杂，是身体一般营养的根源。他对神经系统进行了详细的解剖，发现了7对脑神经，区分出感觉神经和运动神经，并发现交感神经。