On considère Aristote comme le fondateur de la botanique (IV^e siècle av. J.-C.). Ses divers écrits sur les végétaux, notamment sa Théorie des Plantes, ont été perdus, mais les quelques fragments qui en restent en donnent une petite idée. A côté de nombreuses idées hypothétiques ou erronées, énoncées dans divers mémoires, Aristote a notamment émis une opinion fort juste au sujet de l'analogie de l'embryon animal avec l'embryon végétal, de la séparation des sexes dans certaines plantes, de leur durée, etc. Des disciples d'Aristote qui cultivèrent la botanique, Phanias, Dicéarque et Théophraste, le dernier seul a laissé, 350 ans avant notre ère, deux ouvrages importants : une Histoire des Plantes  et Causes des Plantes, tous deux objets de nombreux commentaires et souvent réédités.

Bien que, dans ces ouvrages, Théophraste n'ait été inspiré par aucune méthode digne de ce nom, il faut reconnaître qu'il sut apporter dans l'étude des végétaux des idées en grande partie dépourvues des préjugés de son époque et, en affirmant que la nature agit conformément à ses propres plans, et non dans l'intention d'être utile aux humains, il pensait en véritable naturaliste. Il créa des termes nouveaux pour désigner des modifications particulières de la structure végétale; il parle clairement de la fibre ligneuse et du parenchyme du bois, en donnant à ce dernier le nom de chair; enfin, il décrit exactement la différence qui existe entre le bois du Palmier et celui des arbres à couches concentriques. Ainsi, en fait, la découverte de la différence qui existe entre le bois des Dicotylédones et des Monocotylédones, s'avère vieille d'environ vingt-deux siècles, quoique ce soit seulement au début du XIX^e siècle qu'on a fondé sur elle la grande division systématique des végétaux phanérogames. Le nombre des plantes qu'il a énumérées et en partie décrites est d'environ cinq cents, toutes de la région orientale du bassin méditerranéen. Mais il est bien difficile de pouvoir assimiler ces espèces à celles que nous connaissons

Après Théophraste, la botanique en tant que science disparaît complètement; car on ne peut pas véritablement qualifier de botanistes des auteurs, comme Dioscoride (60 ans environ ap. J.-C.), ou, à Rome, comme Pline l'Ancien (70 ans ap. J. -C.), qui ne comprenaient pas toujours les auteurs qu'ils copiaient, ou encore comme Columelle (50 ans ap. J.-C.), se bornaient à décrire les procédés agricoles usités de leur temps. On ne se désintéresse sans doute pas des plantes, mais cette situation durera tout de même pendant tout le Moyen Âge, et c'est seulement à la Renaissance que la botanique a véritablement pris son essor. 

Les Présocratiques.

Empédocle d'Agrigente.
Empédocle d'Agrigente écrivit, vers 440 avant J.-C., un traité Sur la Nature (Peri phuseôs), en hexamètres. Dans ce livre, dont on n'a conservé que quelques fragments, le philosophe enseigne que 

« les plantes apparurent avant la formation complète de la Terre, qu'elles ont comme les animaux, des instincts, de sentiments et même de l'intelligence, enfin qu'elles ont les deux sexes réunis. » 

« Les arbres mêmes pondent des oeufs, à commencer par l'olive. » 

Anaxagore de Clazomène.
Pour Anaxagore de Clazomène, l'air est rempli de semences qui, entraînées par les eaux de pluie, produisent des végétaux. Tout ce qui vit respire, la plante aussi bien que l'animal.

Hippon de Rhegium.
Hippon, comme Thalès, faisait venir toute substance de l'eau et enseigna le premier que toute plante cultivée, abandonnée à elle-même, retourne au type sauvage. Cette opinion sera partagée par Platonqui regardait les espèces sauvages comme plus anciennes que les espèces cultivées.

Aristote.
Aristote avait écrit un ouvrage sur la Théorie des plantes, qui malheureusement n'est pas parvenu jusqu'à nous. On lui attribuait encore d'autres ouvrages du même genre, qui sont également perdus, à l'exception de quelques fragments, rassemblés avec ceux de la Théorie des Plantes, par Wimmer sous le titre de Phytologiae aristotelicae fragmenta (Breslau, 1838, in-8). En voici les points les plus saillants.

Il y a des plantes qui ne vivent qu'un an tandis qu'il y en a d'autres qui peuvent vivre un grand nombre d'années. C'est la première distinction qui ait été faite des plantes en annuelles et vivaces. 

Ce que les mollusques sont pour l'élément humide, les végétaux le sont pour l'élément terrestre; les premiers sont les plantes de la mer, et les derniers les huîtres de la terre.

Aristote ne soupçonnait pas encore la fonction respiratoire des feuilles. Ces organes ne devaient, selon lui, servir qu'à couvrir ou protéger le fruit. C'était là le but qui leur était assigné par la nature.

Tout être qui sort  d'un oeuf vit dabord comme un végétal : la gemmule s'accroît comme l'embryon. Les racines sont analogues à des intestins; elles puisent les aliments dans le sol qui est pour la plante ce que la  cavité abdominale est pour l'animal. Avant d'arriver à se mouvoir librement, à changer de place, l'embryon d'où sortira l'animal est fixé d'abord à l'utérus, où il a une vie purement végétative (c'est-à-dire, donc, semblable à celle des végétaux).

La chute des feuilles, Aristote la comparait à la mue des oiseaux et au changement du pelage de certains quadrupèdes, et il en attribuait la cause à un défaut de chaleur humide. La coïncidence de la chute des feuilles et de la période d'hibernation de certains animaux l'avait particulièrement frappé :

« Pourquoi les cheveux ne repoussent-ils pas des têtes chauves, tandis que le feuillage de la plante et le pelage de l'animal hibernant se renouvellent régulièrement? C'est que l'humain porte en lui-même l'hiver et l'été; les âges de sa vie sont ses saisons. La vie des plantes et des animaux hibernants est, au contraire, intimement liée aux périodes de l'année, aux saisons proprement dites [...]. Pourquoi un grain de blé produit-il toujours le même blé, pourquoi l'olive ne produit-elle qu'un olivier de même espèce, etc? Ce n'est point là, évidemment, l'effet du hasard ou une coïncidence fortuite : ce n'est pas davantage le résultat de l'action des éléments, ni de l'attraction et de la répulsion. Il y a donc là quelque chose de prémédité, de rationnel, de divin, d'éternel. » 

« Tout cela, ajoute-t-il, a été arrangé conformément à la raison. L'unique affaire, le seul but de la plante, est dans la production de la graine, et comme cette production a lieu par l'accouplement du mâle et de la femelle, les deux sexes se trouvent réunis dans les plantes. »

Aristote enfin adopte la doctrine de quelques uns de ses prédécesseurs d'après laquelle tout ce qui vit a une âme. Conséquemment, les végétaux n'en sont pas plus dépourvus que les animaux. Puis, partant de là, il admet au moins trois espèces d'ames : l'âme nutritive, qui préside aux fonctions nutritives; l'âme sensible, comprenant les sens et les mouvements de relation, et l'âme rationnelle. La première est le partage exclusif des végétaux; elle s'ajoute à l'âme sensible dans les animaux; l'humain seul réunit les trois.

Les successeurs d'Aristote.
Au nombre des disciples d'Aristote qui avaient pris le règne végétal pour objet de leurs études, on compte particulièrement Phanias, Dicéarque, et surtout Théophraste qui allait prendre la tête de l'école aristotélicienne après la mort du maître.

Phanias.
Phanias le botaniste, qu'il ne faut pas confondre avec Phanias le stoïcien, vivait vers 350 av. J.-C. De son ouvrage Sur les Plantes (Peri phutôn) il ne reste plus qu'un très petit nombre de fragments. Ils laissent penser qu'il s'est surtout occupé des fruits. C'est ainsi qu'Athénée rapporte que, d'après Phanias, les Mendéens avaient coutume d'arroser  les grappes de raisin avec le jus amer des fruits d'élatérium (Momordica elaterium, L.), pour enlever au vin son âpreté, pour lui donner du velouté. Phanias appela le premier l'attention sur ce qu'on nommera plus tard les végétaux agames ou cryptogames :

« Il y a des plantes, dit-il, qui n'ont ni fleurs, ni organes de fructification apparents; tels sont les champignons, les mousses, les fougères. » 

Il compara le fruit de la mauve à un gâteau rond, à bord denté. Les fruits des haricot, fenouil, coriandre, ciguë, semblent avoir été chez Phanias l'objet d'études spéciales.

Dicéarque.
Dicéarque de Messine avait été chargé par les successeurs d'Alexandre le Grand de mesurer la hauteur des montagnes de la Grèce. Il en profita pour décrire en même temps les arbres et les plantes herbacées qui forment la végétation du mont Pélion

Théophraste.
 Théophraste, né à Erèse comme Phanias, succéda, on l'a dit, à Aristote comme chef de l'école péripatétitienne. Les deux ouvrages de botanique qui nous sont parvenus de lui ont pour titres, l'un l'Histoire des plantes (Peri phytôn historia), en dix livres, l'autre Des causes des plantes (Aitia physika). 

L'Histoire des plantes.
L'auteur de l'Histoire des plantes traite, dans le premier chapitre des parties ou organes des végétaux. Il distingue très bien les parties qui, telles que les racines et la tige, sont permanentes, des parties qui, telles que les feuilles, les fleurs, les fruits, n'ont qu'une durée limitée. Poursuivant les analogies du végétal et de l'animal, il regarde les nervures de la feuille comme des veines, et il assimile les fibres du bois aux fibres des muscles, la sève au sang. Sa classification est celle des végétaux divisés en arbres, arbrisseaux, arbustes et plantes herbacées - division qui subsistera jusqu'au milieu du XVIII^e siècle , mais dont il relativise déjà la portée, en montrant que d'autres distinctions peuvent être tout aussi utiles : il établit ainsi une distinction en plantes terrestres et plantes aquatiques, en plantes à feuillage persistant, et en plantes à feuillage caduc, etc. 

Les chapitres (XI et XIII) du premier livre, qui traitent des fleurs, des fruits, des graines et de leurs enveloppes offrent beaucoup d'intérêt. Nous en dirons autant des chapitres qui, dans le deuxième livre, traitent de la durée et de la maladie des arbres, des différentes espèces de bois, de leur propagation et de leur multiplication. A la fin du deuxième livre (chapitre IX), l'auteur s'étend sur la caprification, procédé qui consistait à hâter la maturation des fruits du figuier cultivé au moyen des piqûres d'insectes nés sur une espèce de figuier sauvage, nommé epinos. Un procédé qui à survécu dans les îles grecques jusqu'à l'époque contemporaine et que Tournefort, au XVII^e siècle avait également décrit dans son Voyage au Levant (t. 1, p. 130, éd. de 1718).

Au nombre des espèces végétales décrites par Théophraste dans son Histoire des plantes, nous signalerons la sensitive, le citronnier, la mâcre, le silphium, l'oseille, etc. A propos d'une plante qu'il nomme anthemon, il fait remarquer que ses fleurs se développent non pas de bas en haut, comme chez les autres plantes, mais de haut en bas.

Des causes des plantes.
C'est dans cet ouvrage que Théophraste a consigné ses principales théories. Comme Aristote il admet la génération spontanée, surtout pour les végétaux inférieurs.  Mais il croit que dans beaucoup de cas la reproduction de ces végétaux s'explique plus naturellement par le transport des semences par la pluie, par des inondations, et même par l'air. Il chercha, l'un des premiers, à échapper à cette téléologie qui rapporte tout dans la nature aux usages des humains :

« La nature, dit-il, a ses principes en elle-même; c'est par là qu'elle agit conformément à ses propres plans. La partie charnue de la pomme du péricarpe n'existe pas pour être mangée par l'humain, mais pour protéger le fruit. » 

« Les arbres trop rapprochés, sur lesquels, dit-il, n'agit ni le Soleil, ni le vent, deviennent élancés, grêles, et perdent facilement les fruits avant leur maturité [...]. Les arbres stériles ou portant peu de fruits vivent plus longtemps que les arbres fertiles. » 

On trouve encore dans les Causes des plantes la description de différentes maladies des végétaux, particulièrement des céréales, la manière de conserver les graines, la transformation des espèces sauvages par la culture, le développement d'excroissances ou de monstruosités, la comparaison des graminées avec les légumineuses, enfin une série de chapitres sur la saveur et l'odeur des plantes.

Les auteurs tardifs.
Nous ne connaissons que par les citations de Pline et d'Athénée, et de quelques scoliastes, les noms de Diphile de Philotine, d'Erasistrate de Céos, d'Hérophile de Chalcédoine, d'Apollonius, d'Andréas, d'Héraclide de Tarente, etc. qui avaient écrit sur différentes parties d'histoire naturelle et de matière médicale (H. F. Meyer, Geschichte der Botanik).  Parmi les herboristes ou rhizotomes du II^e siècle avant notre ère,  nous devons citer Crateus, Dionysios et Métrodoros. Malheureusement aucun écrit ne nous en est parvenu et l'on peut en dire autant d'un certain nombre d'écrivains postérieurs à cette époque : Mnésithée d'Athènes, Hikesios, Mikton (ou Mycon), Dalion, Solon de Smyrne, Pharnakès, Amérias le Macédonien, etc. dont Pline a donné la liste et dont on retrouve quelques fragments dans les Géoponiques de Casssanus Bassus (X^e siècle) (La Botanique au Moyen Âge). Le seul écrivain de la période alexandrine dont il reste encore des ouvrages relatifs à la connaissance des plantes est Nicandre de Colophon (auquel on serait tenté d'ajouter le poète Théocrite, qui évoque beaucoup de plantes que l'on retrouvera plus tard dans l'oeuvre de Virgile). A l'époque de la domination romaine sur la Grèce, on citera Nicolas de Damas et Dioscoride.

Nicandre de Colophon.
Nicandre vivait au II^e s. av. J.C.. Il nous reste de lui deux poèmes didactiques, dont l'un a pour titre Thériaka, composé de 958 héxamètres, l'autre est intitulé Alexipharmaka, et contient 630 vers. De ses Géoponiques, il ne reste que des fragments. Trois plantes sont particulièrement recommandées dans les Thériaques, la chironia (probablement une espèce de gentiane), l'aristoloche et le triphyllon (sans doute une légumineuse). Dans les Alexipharmaka, Nicandre traite des poisons et de leurs antidotes. Les Anciens faisaient grand cas de cet ouvrage. Dioscoride, Aétius et d'autres le consultaient souvent. 

Nicolas de Damas.
Nicolas de Damas est, de tous les écrivains grecs du I^ersiècle, le seul dont il nous soit resté (grâce à une traduction  en arabe du X^e siècle due à Honaïn ibn Ischak) un ouvrage sur la botanique. L'auteur, qui s'en rapporte à l'autorité de ses maîtres plutôt qu'à ses propres observations, définit la plante comme 

« un être vivant, privé de mouvement de relation et fixé au sol. » 

« L'âme naturelle de ces plantes a, dit-il, pour principale fonction d'attirer et s'approprier de la nourriture; l'animal la possède aussi. »

Ses idées sur le sexe des plantes étaient purement imaginaires, et les raisonnements dans lesquels il entre à ce sujet tiennent bien plus de la dialectique pure que de l'étude de la réalité. Mais sa classification des végétaux suivant la nature du terrain est l'expression même de ce qui est. Nicolas de Damas reconnaît ainsi que les végétaux qui croissent aux bords des rivières ou dans les marais sont tout à fait différents de ceux des localités élevées, sèches et arides. Il croit en même temps à la transformation des espèces cultivées en espèces sauvages.

Dioscoride.
Dioscoridequi vivait au I^er siècle de l'ère chrétienne a laissé  un Traité de matière médicale qui renferme la description de six cents plantes et un essai de classification en quatre groupes : 

1° les Aromates;

2° les Alimentaires; 

3° les Médicinales; 

4° celles dont on peut faire du vin. 

Les plantes dans le monde romain

En passant des Grecs aux Romains, on voit l'étude des plantes prendre un cachet essentiellement pratique, comme nous le montrent les écrits qui nous restent des Scriptores rei rusticae (ed. Leipzig, 1734-35), que nous allons passer en revue dans leur ordre chronologique. On verra ainsi que Caton, Varron, Virgile ou Columelle, ont incidemment écrit sur les végétaux sans émettre, à leur sujet, d'opinions personnelles, et on ne peut en faire de véritables botanistes, pas plus qu'ensuite Hyginus qui écrira sur les Géorgiques de Virgile un ouvrage qui d'ailleurs ne nous ait pas parvenu, ni même Horace, Vitruve ou Strabon, même s'ils ont donné dans leurs ouvrages des observations intéressantes sur les plantes. C'est seulement au I^ersiècle de notre ère que la botanique, oubliée depuis Théophraste réapparaîtra d'une certaine manière à Rome avec Pline l'Ancien,  d'ailleurs contemporain de Dioscoride, en Grèce.

Caton.
Le traité De re rustica de Caton l'Ancien (II^e siècle av. J. C) est une réunion de préceptes, d'observations faites jour après jour et exposés sans aucun ordre.

« Le plus grand éloge, écrit Caton dès le commencement de son livre, qu'on pût autrefois faire d'un citoyen, c'était de le présenter comme un bon cultivateur et un bon colon [...]. C'est de cette classe de citoyens que sortent les hommes les plus forts et les meilleurs soldats, etc. » 

L'auteur fait ensuite des observations pleines d'intérêt pour l'histoire de l'économie rurale, mais l'on voit déjà dans quel état d'esprit les Romains invitent les plantes dans l'ordre des préoccupations humaines. Les plantes mentionnées par Caton sont au nombre d'environ 120. Nous y remarquons particulièrement l'asperge, dont les conseils de culture montrent que les principes suivis restent les mêmes depuis plus de deux millénaires; parmi les arbres fruitiers, l'olivier et le figuier occupent le premier rang, puis viennent les pommiers (parmi lesquels l'auteur range le cognassier et le grenadier, à cause de la forme de leurs fruits) et les poiriers. Il parle de six variétés de poires, nommées en partie d'après les pays d'où elles proviennent. Il ne fait que mentionner le prunier; le cerisier lui était inconnu.

Il est assez complémentaire de celui de Caton : ce qui est à peine esquissé dans l'un est détaillé dans l'autre. C'est dans le premier livre qu'il traite de l'agriculture proprement dite, et au 39^e chapitre on trouve mentionné pour la première fois le cerisier (cerasus), sur lequel s'étendra plus tard Palladius. Parmi les autres arbres ou arbrisseaux indiqués par Varron, on remarque l'arbousier, le sapin, le  genévrier, le platane, le peuplier, le saule, le sorbier, etc. Les légumes alors les plus cultivées étaient le pois, la fève, la lentille, la vesce, l'ervilie, le lupin, le concombre, le chou. Parmi les plantes cultivées pour leurs propriétés aromatiques ont distinguait le serpolet, l'ocimum (basilic), plusieurs espèces de mélisse ou de menthe, le romarin, le thym, etc. Varron mentionne également le premier deux espèces fourragères jusqu'alors inconnues en Italie, la médique (medica), probablement notre luzerne et dont le nom suggère qu'elle était originaire de médie, et le cytise ou luzerne arborescente, issue de l'île de Kythmos (Cyclades).

Virgile.
Le sentiment profond de la nature de Virgile éclate à chaque page des Bucoliques et surtout des Géorgiques, et se retrouve aussi dans l'Enéide. Les Bucoliques, ou Églogues, sont des poèmes champêtres. Ils furent composés de 43 à 37 av. J.-C., peu après la mort de César, où Virgile prend pour modèle Théocrite  qu'il imite dans la forme et dont il reprend les thèmes. Les Géorgiques coûtèrent également à leur auteur six ans de travail (de 37 à 31). Parfois les plantes y sont si bien décrites qu'il est facile d'y reconnaître les synonymes de la nomenclature moderne. Telle est entre autres cette belle espèce de marguerite, appelée melle, qui se rencontre dans les prés (flos in pratis) et qui mérite d'être comparée à une étoile, aster amellus , quand elle montre au-dessus de ses feuilles, denses comme un gazon, une forêt de capitules fleuris, disposés en corymbe, fleurs composées d'une couronne d'or, garnie de rayons d'un pourpre foncé comme les pétales de la violette, et que notre auteur chante dans ces vers : 

Et etiam flos in pratis, cui nomen amello 
Fecere agricolae, facilis quaerentibus herba. 
Namque uno ingentem tollit de cespite silvam, 
Aureus ipse; sed in follis, quae plurima circum 
Funduntur, violae sublucet purpura nigrae. 

Columelle.
Natif de Cadix, Columelle parcourut au commencement du I^er siècle de notre ère, l'Espagne, la Gaule, l'Italie, la Grèce, plusieurs provinces d'Asie mineure, la Syrie, ainsi que les côtes d'Afrique aux environs de Carthage où il s'attacha à suivre pas à pas les travaux agricoles décrits par Magon dans son Traité d'Agriculture. Après ses voyages Columelle s'établit à Rome pour y rédiger son propre traité d'agriculture, De re rustica, en treize livres, où Virgile est souvent cité comme une autorité. Les quatre premiers livres sont consacrés aux exploitations rurales, aux labours, aux semailles, aux engrais, à la culture des champs, des prés et de la vigne. La culture de l'olivier, du grenadier, du noyer, des pommiers et du cytise (qui serait dans l'ouvrage de Columelle le faux ébénier et non la luzerne arborescente) fait l'objet du cinquième livre. Le dixième livre, en vers, est consacré à la culture des jardins, que l'auteur recommande de bien arroser,

« car, dit-il, ils ont toujours soif, semper sitiunt horti. » 

Pline.
Vivant dans la première moitié du I^er siècle, Pline l'Ancien a laissé sous le titre d'Historia naturalis, en trente-sept livres, un vaste recueil de curiosités de toutes sortes. Il y aborde le règne végétal, depuis le douzième jusqu'au vingt-huitième livre. A l'exemple de ses prédécesseurs, Pline adopte la division primitive des plantes en arbres et herbes : il commence le douzième livre par les arbres et leurs usages en général. Il s'étend d'abord sur le platane (Platanus orientalis), et admire la grosseur des platanes de l'Académie et du Lycée, où se promenaient à Athènes les disciples de Platon et d'Aristote. Puis il traite des arbres étrangers ou encore peu connus tels que le citronnier, les cotonniers, l'ébénier, le figuier d'Inde, le pistachier. Il décrit ensuite la racine de gingembre qu'il supposait être un arbre comme le poivrier. Il mentionne encore quelques essences et termine par les arbres d'où l'on tire  l'oliban, l'encens et la myrrhe, etc. Pline évoque également un phénomène qui affecte un arbre (probablement un acacia) d'une île du golfe arabique, et que Linné généralisera sous le nom d'horloge ou sommeil des plantes.

« La fleur qui, dit-il, se ferme la nuit, commence à s'ouvrir au lever du Soleil, et est entièrement épanouie à midi. Les indigènes disent qu'elle dort. » 

Le treizième livre de l'Histoire naturelle continue l'étude des arbres et des arbrisseaux tels que les palmiers dattiers, pistachiers, caroubiers, etc. On y trouve aussi la description de végétaux non arborescents tels que le papyrus, etc. Le quatorzième livre est consacré à la vigne et à sa culture et donne d'intéressantes informations sur les techniques romaines; le quinzième livre a pour objet l'olivier, sa culture et les différentes espèces d'huiles, ainsi que le pêcher, le poirier, le pommier, le cerisier, le mûrier, etc. Le seizième livre est consacré principalement à la description des arbres forestiers, notamment les chênes que Pline distingue en sauvages et en cultivés. Le dix-septième livre traite de l'arboriculture; le dix-huitième des céréales, mais aussi des pronostics tirés des astres; le dix-neuvième est consacré à l'horticulture et à la culture du lin; le vingtième traite des plantes potagères; le vingt-et-unième est une énumération des fleurs entrant dans la composition des couronnes. Dans les livres suivants, jusqu'au vingt-huitième, Pline aborde la matière médicale : les remèdes  sont exposés tantôt suivant la nature des maladies qu'ils était supposés guérir, tantôt suivant l'ordre alphabétique. (F. Hoefer).