В X-XV вв. на передний план выдвинулись три новых астрономических центра, территориально принадлежавших к Средней Азии (частично к нынешним Узбекистану и Азербайджану), но по языку и культурным основам также относившихся к миру арабской культуры. Одним из первых таких центров стал город Газни (на юго-востоке современного Афганистана, немногим более 100 км к юго-западу от Кабула) - тогда новая столица могущественного Газневидского государства монгольского завоевателя Махмуда Газневи. При его дворе долгое время жил и работал великий среднеазиатский учёный и мыслитель Абу Рейхан Мухаммед ибн Ахмед аль-Бирунй (973- около 1050) родом из предместья (араб. "бирун") города Кят - столицы древнего Хорезма.

Бируни был первым учёным-энциклопедистом арабского мира. Свыше 150 его трудов охватывают астрономию и географию, физику и математику, геологию и минералогию, химию и ботанику, хотя сами эти науки были ещё далеки от своего оформления. Он также был выдающимся историком и этнографом и впервые описал в большом труде "Индия" (1030 г.) историю культуры и науки страны, где прожил несколько лет, сопровождая Махмуда Газневи в качестве придворного учёного-пленника в военных походах. Математике и астрономии посвящено свыше 40 сочинений Бируни. Бируни был незаурядным наблюдателем и конструктором. Он построил огромный неподвижный стенной квадрант с радиусом дуги в 4 м, что впервые позволило отмечать положения Солнца и планет с точностью до 2". Три столетия его инструмент оставался непревзойдённым. Особенно большое внимание Бируни уделял совершенствованию астролябий. Он же сделал первый географический глобус (вернее, полуглобус) диаметром 5 м, с помощью которого можно было быстро определять координаты одних пунктов по известным другим. К сожалению, ни один из этих инструментов не сохранился. Свои многочисленные и разнообразные исследования и результаты Бируни изложил в фундаментальных сочинениях: "Книга истолкования основных начал астрономии", "Канон Масуда" (астрономические таблицы и звёздный каталог с традиционным посвящением правителю - Масуду, сыну Махмуда Газневи), "Геодезия", "Минералогия". Первые два сочинения несколько веков служили главными учебниками астрономии в арабском мире и вообще на Востоке. Бируни с высокой точностью измерил наклон эклиптики к экватору (23° 50" 34") и открыл переменность этой величины. Он оценил максимальное расстояние до Луны в 64 земных радиуса (современная оценка - 63,5), измерил градус меридиана и радиус Земли (по наблюдению понижения горизонта с вершины горы): соответственно 110,278-110,691 км и 6403 км в пересчёте на европейские единицы длины, что близко к современным данным для той широты. В "Каноне Мас"уда" девятая из одиннадцати книг-глав почти вся занята обширным каталогом 1029 звёзд, положения которых Бируни заново вычислил из более ранних арабских зиджей с учётом прецессии. Использованное им значение постоянной прецессии, т. е. величины, на которую меняется эклиптическая долгота звёзд из-за прецессии земной оси (52,46" в год), было уточнено Улугбеком лишь спустя четыре века. Бируни впервые полностью перевёл "Альмагест" Птолемея и "Начала" Евклида на санскрит для индийцев. Он выступил также с критическими замечаниями о системе Птолемея. Солнце и звёзды Бируни считал огненными шарами, а Луну и планеты - тёмными телами, отражающими солнечный свет. В его утверждениях о том, что звёзды в сотни раз больше Земли, звучали отголоски реальных измерений Солнца, например Аристарха Самосского, и убеждённость в том, что звёзды подобны Солнцу. Бируни считал их подвижными и объяснял их видимую неподвижность колоссальной удалённостью. В "Каноне" он, видимо первым, отметил существование "сдвоенных звёзд", которые трудно различить лишь из-за несовершенства нашего зрения. Едва ли не первым после древних греков Бируни обратил внимание на природу Млечного Пути, считая его также скопищем звёзд. Бируни, возможно впервые, отметил слабое свечение неба перед рассветом и после окончания сумерек - в виде "волчьего хвоста" (зодиакальный свет). В своей "Минералогии" он впервые в истории астрономии описал метеоритный железный дождь, выпавший в Бушандже (Индия). Сохранилось предание о том, что газнийский властитель повелел наградить учёного за посвящённый ему труд "Канон Масуда" слоновьим вьюком серебра. Бируни не принял дар. "Этот груз, - сказал он, - удержит меня от научной работы. Мудрые люди знают, что серебро уходит, а наука остаётся". В Европе Бируни стал известен только в XIX в., после появления в 1888 г. английского перевода его "Индии". В середине XIII в. крупным центром астрономии в Средней Азии стал город Марага (на территории нынешнего Иранского Азербайджана). Здесь жил и работал в специально созданной для него в 1259 г. обсерватории, в которой трудилось около ста учёных, выдающийся среднеазиатский астроном и математик, поэт и философ Мухаммед ибн Хасан Насирэд-дин Туей (1201-1274), уроженец Ха-мадана (Азербайджан). В 1256 г. внук знаменитого монгольского завоевателя Чингисхана Хулагу-хан, захвативший Азербайджан и Иран (тогда Персию), освободил Насирэддина из крепости Аламоут (Орлиное гнездо), куда он, к тому времени уже известный учёный, был заточён во время своего путешествия тайной религиозно-политической террористической организацией и где находился уже более 20 лет. Привлечённый известностью Насирэддина Туей, хан приблизил его к себе в качестве придворного учёного и советника в государственных делах. После окончательной победы над Арабским халифатом Хулагу-хан под его влиянием перенёс столицу нового государства в Марагу, древнюю столицу Азербайджана. Среди десятка замечательных инструментов Марагинской обсерватории выделялся стенной квадрант с радиусом дуги 6,5 м. Насирэддин Туей существенно уточнил постоянную прецессии - 51,4" в год (современные данные 50,2"). В результате 12-летнего труда к 1271 г. был составлен новый зидж - "Ильханские таблицы" (ильха-нами назывались наследники Хулагу-хана). Помимо лунно-солнечных и планетных таблиц они включали и новый звёздный каталог. В течение двух веков эти таблицы были основой для составления ежегодных календарей на Среднем Востоке. Насирэддин был выдающимся математиком. В его "Трактате о полном четырёхстороннике" плоская и сферическая тригонометрия оформились в самостоятельную науку. Насирэддин Туей - известный острослов Востока. Во всём мире он известен как легендарный Ходжа Насреддин. С его именем связано бесчисленное множество забавных историй. Но едва ли не самым известным стал узбекский астроном XV в. Улугбек (1394-1449), внук грозного Тамерлана. Астрономы средневекового Ближнего и Среднего Востока прославились как искусные наблюдатели звёздного неба, строители первых в мире крупных обсерваторий и инструментов. Однако с кончиной астронома такая обсерватория вскоре ветшала и разрушалась: слишком велик был разрыв между интеллектуальным уровнем горстки учёных и культурой большинства населения этих империй. Что касается самой теории Птолемея, то собственно арабские, а затем и среднеазиатские астрономы главным образом совершенствовали её математический аппарат. Принцип геоцентризма сомнению не подвергался. Арабские учёные не внесли новых идей в общую картину мира. Исключением можно назвать великого мыслителя Бируни. Однако и его идеи об устройстве мира не были ещё достаточно прочными и вплоть до конца XIX в. оставались неизвестными европейской науке. Ещё более чуждыми своей эпохе были высказывания Омара Хайяма о бесконечности Вселенной, также не нашедшие отклика и совершенно забытые на Востоке, а на Запад, в Европу, дошедшие только в середине XIX в. Главным наследием астрономов средневекового Ближнего и Среднего Востока стали их многочисленные зиджи (их сохранилось около ста). Они плодотворно использовались при изучении мира звёзд и в последующие века.