La medicina, a partir de entonces, se va a convertir en una técnica basada en conocimientos científicos que puede estudiarse, aprenderse y como tal el médico puede dar razón de lo que hace. Estos médicos artesanos empiezan a agruparse en escuelas y a acumular experiencia clínica, pero a pesar de ello, el concepto de la enfermedad es absolutamente especulativo. Es una formulación científica que da respuesta a la salud y a la enfermedad con una teoría filosófica. Lo verdaderamente novedoso de la medicina del mundo griego fue el descartar todos los elementos mágico-religiosos y la elaboración de la teoría humoral, que expresa que el cuerpo está compuesto por cuatro sustancias básicas conocidas como humores, la sangre, la flema, la bilis negra y la bilis amarilla y que para que se mantenga la salud tanto física como psíquica estas sustancias deben estar en pleno equilibrio.

La enfermedad es el resultado del exceso o el déficit de alguno de estos cuatro humores. La principal fuente de conocimiento que nos permite hacer estas afirmaciones se encuentra en un conjunto de textos conocido como la Colección Hipocrática o Corpus Hippocraticum, integrado por contenidos de distintas escuelas, épocas y autores atribuidos falsamente al médico de la escuela de Cos, Hipócrates, que vivió en el siglo V a.C. y que fue idealizado como figura a seguir en la profesión, convirtiéndose en un personaje legendario, considerado durante siglos como el «Padre de la medicina». Esta medicina basada en la teoría humoral perduró desde el siglo V hasta al siglo I a.C. siendo exportada, al igual que el resto de la cultura helénica, a los territorios a los que llegó la expansión del pueblo griego por todo el mediterráneo. Es precisamente en el curso de esa expansión territorial, en el siglo III a. C., en una ciudad alejada de la península griega, en Alejandría, cuando la medicina desarrolló un importante impulso fundamentalmente en el campo de la anatomía.

En Alejandría coincidieron científicos, ideas y materiales que permitieron la realización de investigación en animales y cadáveres humanos, hasta entonces no permitido. Alejandría bajo la dinastía de los Ptolomeo, se convirtió en la ciudad cultural, científica y médica más importante de toda la Antigüedad. La creación de una institución como el Museum, dotado de espacios para docencia e investigación, una biblioteca conteniendo cientos de libros, y de instalaciones para la disección de restos humanos hizo posible que la anatomía consiguiera un importante progreso.

A partir del siglo I a. C. el pueblo romano comienza a invadir los territorios griegos y anexionarse no sólo la Grecia peninsular sino todas las provincias del Mediterráneo oriental. En lo que respecta a la medicina no tardó en imponerse la medicina griega, continuando la lengua helena como el idioma de expresión científica y siendo practicada, casi en su totalidad, por médicos griegos. De hecho, el único texto de importancia redactado en latín es la obra titulada De Medicina del enciclopedista y probablemente médico romano de inicios del siglo I d. C. Aulo Cornelio Celso, que, aunque posiblemente se trate de la compilación de varios textos griegos es una fuente innegable de primordial importancia que tuvo una enorme influencia en la cirugía europea del Renacimiento.

Esta tradición de la medicina griega continuó durante toda la Antigüedad clásica llegando a su máximo esplendor en el siglo II d.C. con la obra del médico de griego Galeno de Pérgamo. Galeno es considerado como la culminación del saber médico clásico, y debe su relevancia histórica a que fue capaz de sintetizar y sistematizar toda la medicina clásica convirtiéndose en la autoridad indiscutible durante toda la Edad Media. Tras la división del Imperio Romano en dos mitades, oriental y occidental, la medicina siguió caminos muy distintos. En el Imperio de oriente -Bizancio- se preservaron los conocimientos clásicos hasta la caída del Imperio en manos del pueblo turco en 1453, por el contrario, el Imperio de occidente desapareció como entidad política en el siglo V, perdiéndose casi por completo los saberes médicos antiguos.

En Bizancio la medicina se caracterizó por la continuidad de los conocimientos helenos, la lengua de expresión permaneció siendo la griega y Alejandría se mantuvo como el centro médico de mayor importancia. Entre los médicos bizantinos es de destacar a Oribasio, del siglo IV d. C., que durante el tiempo que estuvo al servicio del emperador Juliano el Apóstata realizó una amplia compilación en 70 volúmenes del saber médico, basada en Galeno. De igual modo son dignos de reseñar otros autores que sin salirse de los saberes clásicos realizaron síntesis, reuniones de textos o introducciones a la obra de los autores clásicos, entre ellos Alejandro de Tralles (525-605) o Pablo de Egina (625- 690), que contribuyeron fundamentalmente a mantener los saberes clásicos y a convertir a Hipócrates y a Galeno en «autoridades». En el mundo latino medieval, como hemos adelantado, los conocimientos sobre medicina casi habían desaparecido, quedando reducidos a los restos del saber médico griego que se conservaron en los monasterios.

Hasta finales del siglo X la medicina fue un reducto de los conocimientos clásicos mantenidos casi en su totalidad por los monjes, aunque posteriormente fueron reintroduciéndose en Europa a través de los conocimientos cultivados por el pueblo árabe. Un ejemplo de este contexto es la parte médica de la obra de San Isidoro de Sevilla Las Etimologías que, aunque de contenido verdaderamente pobre, fue un texto de gran difusión e influencia en la Europa del siglo VII. La primera de las entradas de estos saberes fue a través de la Escuela de Salerno, donde se inició la traducción de textos médicos del árabe al latín; posteriormente en la Castilla del siglo XII se realizó otra labor de traducción en la escuela de traductores de Toledo, produciéndose una arabización del saber médico. La obra de mayor influencia fue la redactada por el médico persa Ibn Sina o Avicena (980-1037), el Kitab- Al Qanum o Canon de Avicena, que se terminó extendiendo por todo el mundo latino. A partir de la creación de las Universidades fueron estas instituciones las que asimilaron y trasmitieron los conocimientos greco-árabes que permitieron el desarrollo de la medicina durante toda la Edad Media, pero ateniéndose a los supuestos clásicos.