公元前332年马其顿国王亚历山大占领埃及后，于同年在尼罗河三角洲西部建立一座新的城市，并用自己的名字命名这座新城为亚历山大里亚。亚历山大死后，其部将托勒密在此建立了托勒密王朝，亚历山大里亚被定为国都。从公元前3世纪至公元前1世纪，亚历山大里亚不仅是地中海地区遐迩闻名的一座国际性的大都市，而且也是当时古代世界文化发展的一个中心。史学传统通常把公元前334年亚历山大东征，至公元前30年罗马灭亡埃及托勒密王朝之间的历史，称作为“希腊化时代”。这里所说的亚历山大里亚的文化，既指希腊化时代在亚历山大里亚学者们的成就，也包括在亚历山大里亚的学术流派影响下的一些学者的成果。亚历山大里亚文化继承了希腊古典文化的遗产，又受到了东方古老文化的影响，它的兴盛是东西方文化频繁交往与互相影响的一个缩影。
亚历山大里亚，北临大海，南倚湖泊，城市中心即位于湖海之间的狭窄地带，海中的法罗斯岛后又与陆地联接，使它与外界的联系非常方便，海外贸易十分兴旺，对外输出超过了输入。托勒密王朝定都于此地之后，城市建设更加齐整。全城分为5区，街区与道路设计，一如棋盘，是希腊古典城市的典型布局，城中的公共庙宇和王宫建筑颇为精美壮丽，宫室建筑兼具希腊与埃及风格。亚历山大里亚的城市建筑也反映了东西方建筑艺术的融合，尤其是建于公元前300—前280年间的亚历山大里亚的灯塔，位于法罗斯岛东端，高达130米，全用石料砌成，顶端灯座四面透光，内燃木材，火光可远照数十公里。灯塔建筑，极为坚固，它屹立海边，指引船只航行，达1600余年，至1375年始因地震坍毁。亚历山大里亚的灯塔被认为是古代世界的七大奇观之一。
公元前308年，托勒密决定在亚历山大里亚兴建庞大的博物馆（“博物馆”一词希腊文原意为“缪斯女神之庙”），至公元前3世纪中叶托勒密二世时（公元前283—前246年）才建成。著名的亚历山大里亚博物馆，在当时享有国际性学府的声誉，它是学者们进行学术研究又从事教学的综合的学术机构，包括一座大型的图书馆，若干展览厅、演讲堂、餐厅，另有可供科学研究的天文台、动物园与植物园等，图书馆藏书甚丰，最多时达70万卷，书目索引即有120卷。图书馆内设数学、医学、天文学、文学4个部，由国家从地中海周围聘用来的数百名学者，在这里一面从事研究，一面又兼任教师和图书管理员，研究所需费用，均由国家出资，学者们薪金优厚，伙食免费，且享受免征一切赋税的优惠条件。研究课题自行选择，创作体裁也不受束缚。馆内经常举行各种问题的讨论会，饮宴席间，高谈阔论，切磋诘难。
在这里，学识渊博的人受到尊重，还经常得到各种奖赏。亚历山大里亚博物馆与图书馆的馆长均由国王直接任命，他们都是一些当时才学卓识的著名学者，如泽诺多托斯对荷马史诗进行整理校订，是最早将荷马的两部史诗各分为24章的学者。卡利马霍斯撰《文艺志》120卷，是最早系统的图书目录学著作。阿里斯托法涅斯在学术上兼具前两人之长，既对荷马史诗有所研究，又精通图书目录学，并且在语言学方面多有建树。阿里斯塔尔霍斯是阿里斯托法涅斯的学生，他著述甚广，并设立学校，收徒讲学，培养了不少人才。亚历山大里亚学者们的突出贡献之一是对前人著述的搜集整理，他们将古希腊作家的著作划分成篇幅大体相等的章节，经过他们之手整理过的“标准文本”，在一定程度上决定了流传后世的古希腊作家著作的范围。
在文学方面，亚历山大里亚以其诗歌流派著称，尽管这些诗派，内容庞杂，倾向不一，但却有一些共同点：他们多任职于亚历山大里亚博物馆，常把语言学与诗歌创作结合在一起，喜用冷僻生造的词汇与鲜为人知的典故，诗作是与音乐、舞蹈完全脱节的一种供人阅读的书面文字。这一时期诗歌的代表人物有卡利马霍斯、阿波罗尼奥斯、特奥克里托斯等。亚历山大里亚的雕刻和绘画艺术也颇有成就，在作品中体现出东方艺术传统与希腊遗产的结合，在题材内容上有所开拓，倾向于表现下层民众的日常生活，这就突破了古典雕刻只表现所谓重大题材的局限。
亚历山大里亚文化最大的成就体现在科学技术中。这一时期科学技术方面的成果，在继承古代东方自然科学遗产的基础上，有了创造性的进展，可谓是西方文艺复兴运动前最为突出的一个时代。其时，人才辈出，群星璀璨，各展其才。
在数学方面，欧几里德是当时最负盛名的数学家。他从事科学研究，长期执教于亚历山大里亚，培养了许多学生，形成了以几何学为中心的亚历山大里亚数学学派，他著的《几何原本》（13卷），奠定了古典几何学的基础，它的系统性与条理性及本书的基本内容，迄今仍为学术界所肯定，此书的前6卷在明朝末年由徐光启和西方传教士利玛窦合译为中文，是第一部译成中文的西方学术名著。阿基米德虽常年生活在他的故乡叙拉古，但也曾两次来亚历山大里亚博物馆学习，他的老师是欧几里德的学生，因此阿基米德的学术成果仍可归入亚历山大里亚学派。他发现了杠杆定律（即“阿基米德定律”），确定了许多物体的表面积和体积的计算方法，设计了许多机械，改进了灌溉农田的水车等，他在力学和机械学方面的成就要比他的数学研究更为重要。
埃拉托色尼博学多才，尤其在地理学方面作出了卓越的贡献。他著有《地理学》一书，奠定了普通地理学的科学体系。他主张地圆说，根据埃及南北两地日倾角的差数，计算出地球的圆周长度为39，690，000米，即39，690公里，与实际值（约40，008公里）十分接近。他还推测从西班牙绕过非洲南端，可能航行到印度（这一设想直至1700多年以后才得以实现）。
在天文学方面，阿里斯塔尔霍斯和希帕尔霍斯是两位最著名的代表。前者比哥白尼早1000多年提出了太阳中心的假说，认为太阳和其他恒星都不转动，地球按轨道绕着太阳而行。希帕尔霍斯虽持地心说，但他吸收了古埃及和巴比伦的天文学资料，结合希腊天文学方面的研究成果，发展了天体运行学说。他通过观察，首次得出了可以测定日月大小和距离的方法，编制了相当精细的星表，发现了“步差”。
此外，医学家希拉霍拉斯是第一个从事人体解剖的学者，首次指出了人的血管分动脉和静脉，还指出大脑是智力的器官，推翻了亚里斯多德的心是智力器官的假说。