Эволюция религиозных верований в эллинистическую эпоху не поддается однозначному истолкованию. Одновременно фиксируется несколько процессов, взаимно переплетающихся и создающих тем самым очень сложную картину. На первый взгляд, ситуация в собственно греческом мире остается стабильной: в старых храмах по древним ритуалам совершаются поклонения традиционным полисным божествам. Однако изменения проявляются как в строительстве новых храмов, где поклоняются ранее не известным грекам божествам, так и в постепенном наполнении старых культов новым содержанием. В Греции достаточно активно укореняются пришедшие с Востока такие божества, как Исида, Кибела, Сарапис и т. д. Широчайшее распространение получил культ Тюхе («Судьбы»), хоть и не восточный, но ранее мало популярный в Греции. В этом проявлялась естественная реакция общества на постоянную нестабильность, зависимость судеб тысяч людей от решений, принимаемых далекими правителями по причинам, которые навсегда оставались неизвестными простым людям. Одновременно видоизменялись старые культы. Строгая функциональная ограниченность образа того или иного божества сменялась многофункциональностью. Например, культ Афродиты теперь не только характеризуется ее покровительством любви (в чисто плотском значении), но и распространяется на внутриполисные отношения, означая чувство взаимной привязанности членов одного гражданского коллектива. Наконец, Афродита с эпитетом «Судоводительница» становится покровительницей моряков. Хотя такое расширение функций наблюдается в культе многих божеств, в каждом отдельном случае такой набор их строго индивидуален. В конечном счете, хотя и слабо, но начинают прорастать тенденции к монотеизму. В связи с этим находится и факт появления приверженцев иудейского культа Яхве среди представителей различных групп населения и этносов.
Происходит постепенное отделение общегражданских культов от частных. В городах появляются небольшие общины приверженцев того или иного божества, не имеющего никакой связи с общегражданской религиозной практикой, но со своей жреческой иерархией, собственным ритуалом и собственными представлениями о богах.
Более сложные процессы наблюдаются на Востоке, где, естественно, более активно происходило взаимодействие греческой и местных религиозных систем. Одной из причин этого были сами религиозные представления греков: их политеизм предполагал, что у каждой земли есть свои собственные боги, и грекам, переселившимся на новые земли, необходимо их почитать. Не отказываясь от собственных богов, греки находили в местном пантеоне функционально близкие божества и постепенно создавали их синкретические образы: Зевс объединялся с иранским Ахура-Маздой или вавилонским Белом, Аполлон или Гелиос — с иранским Митрой, Геракл — с Веретрагной и т. д. Начальную стадию такого процесса мы можем видеть в Персиде, где археолог Р. Гиршман нашел традиционные для персов большие каменные платформы с алтарями, где совершались религиозные обряды, но эти платформы невысокой стенкой делились на две части: одна предназначалась для персов, а другая — для греков.
Принципиально новым явлением в религиозной жизни стали осуществлявшиеся государством реформы в этой сфере жизни. Одним из ярких примеров этого является создание в Египте культа Сараписа, который должен был объединить и греков, и египтян. Таким же искусственным был и культ царей — он также должен был объединить подданных в почитании их владыки. Начало этому культу положил еще Александр Македонский. Позднее царь Антиох I создал культ своего отца — основателя государства Селевка Никатора. Посмертный культ скоро дополняется культом живого правителя. Было найдено несколько надписей Антиоха III, в которых декретировался культ его жены, что, естественно, предполагает существование к этому времени уже и культа самого царя. На самых восточных рубежах эллинистического мира греки начали знакомство с буддизмом. Анализ переводов на греческий язык наскальных эдиктов царя Ашоки, найденных возле Кандагара, показывает, что переводчики были людьми весьма высокообразованными, хорошо понимавшими и буддийские этические принципы, и греческую философскую терминологию.
Эллинистическая эпоха знаменуется расхождением между философией и конкретной наукой, ранее неразрывно объединенными. Конкретные науки активно прогрессируют, но в то же самое время теряют связь с общефилософскими концепциями. Бурно развиваются математика и астрономия, обогащенные контактами с Востоком. Неизмеримо расширился географический горизонт греков и как следствие прогресс этой науки как в ее описательной функции, так и в теоретических основах. Благодаря деятельности «перипатетиков» научные начала внедрялись в ботанику (труды Теофраста), минералогию и в иные разделы наук.