Claudio Tolomeo perfezionò la teoria degli epicicli elaborata da Apollonio e da Ipparco.

Per spiegare il fatto che le retrogradazioni dei pianeti non presentano sempre la stessa ampiezza, né si verificano a uguali intervalli, Tolomeo collocò il deferente in posizione eccentrica rispetto alla Terra. In questo modo l'epiciclo, pur percorrendo il deferente con moto uniforme, appariva all'osservatore terrestre muoversi con velocità variabile: più lentamente in prossimità dell'apogeo, e più velocemente in prossimità del perigeo.

Tolomeo trovò tuttavia che il completo accordo con le osservazioni si otteneva solo ponendo il centro del deferente nel punto di mezzo del segmento che unisce il centro della Terra al punto rispetto al quale il centro dell'epiciclo si muove uniformemente. Tale punto, in seguito detto equante, non coincideva dunque più col centro del deferente. Questo espediente violava di fatto il dogma dell'uniformità dei moti celesti: angoli uguali percorsi in tempi uguali rispetto all'equante non intercettano infatti archi uguali sul deferente.

Inclinando il deferente rispetto all'eclittica di un angolo opportunamente scelto per ciascun pianeta, Tolomeo rese ragione anche dei moti in latitudine. Nel percorrere il deferente, l'epiciclo si manteneva sempre parallelo al piano dell'eclittica. In questo modo, visto dalla Terra, il pianeta descriveva le complicate traiettorie a forma di "cappio" o di "esse" che si osservano in coincidenza del moto retrogrado.

Con gli strumenti a disposizione, Tolomeo non poteva stabilire né la reale distanza dei pianeti dalla Terra, né il loro ordine di successione. D'altro canto la posizione dei pianeti nella teoria epiciclica non dipende dalle dimensioni dell'epiciclo e del deferente, ma è determinata solo dal rapporto tra i loro raggi. Tolomeo concepì allora il suo sistema ipotizzando che tra i pianeti non vi fossero spazi vuoti. Assegnò quindi agli epicicli e ai deferenti dimensioni tali che il perigeo di ciascun pianeta fosse situato subito sopra l'apogeo del pianeta sottostante, creando così un sistema che rimase in voga fino al XVI secolo.