Η κλασική μυθολογία είναι οι συλλογικοί μύθοι και οι θρησκευτικές δομές της ελληνικής και μεταελληνικής εποχής. Αυτό περιλαμβάνει το σύνολο της ελληνικής μυθολογίας και καλύπτει επίσης τη μετάβαση στη ρωμαϊκή μυθολογία. Η κλασική μυθολογία ως επίσημη ακαδημαϊκή επιστήμη είναι η μελέτη των ελληνικών και ρωμαϊκών θεών μαζί με τις ιστορίες και τα παραμύθια των ηρώων που εκτελούν θρυλικά κατορθώματα. Οι ιστορίες ξεκινούν με τον μύθο της δημιουργίας των Τιτάνων, οι οποίοι ήταν οι πρόγονοι των θεών και των θεών στον ελληνικό πολυθεϊσμό. Γενικά, οι μύθοι και οι αφηγήσεις που περιλαμβάνουν την κλασική μυθολογία ασχολούνται με υπερφυσικές εξηγήσεις για φυσικά φαινόμενα.
Τα ομηρικά επικά ποιήματα είναι δύο από τα σημαντικότερα κείμενα της κλασικής μυθολογίας. Η Ιλιάδα και η Οδύσσεια πραγματεύονται τον Τρωικό πόλεμο και τα επακόλουθά του, αναμιγνύοντας τις ιστορίες στρατιωτών και ηρώων με τους θεούς και τις θεές που τον επηρέασαν. Η Ιλιάδα περιγράφει λεπτομερώς τα γεγονότα του πολέμου στον οποίο ο Αχιλλέας, στον οποίο προσφέρθηκε η επιλογή ανάμεσα σε μια μακρά, γόνιμη και ανώνυμη ζωή και την ευκαιρία για αιώνια δόξα μέσω του θανάτου στη μάχη, επιλέγει το δεύτερο. Η Οδύσσεια περιγράφει το ταξίδι προς το σπίτι του Οδυσσέα μετά το τέλος του Τρωικού πολέμου. Πολλά μυθικά στοιχεία ενσωματώνονται στο ποίημα, όπως μαγεία, γίγαντες, θυμωμένες θεότητες και ένα ταξίδι στον κάτω κόσμο.
Πολλοί από τους μύθους στον αρχαίο ελληνικό πολιτισμό χρησιμοποιούν τους θεούς και τις θεές για να εξηγήσουν την πηγή των αντικειμένων, γεγονότων ή διεργασιών στον φυσικό κόσμο. Για παράδειγμα, ο μύθος της Περσεφόνης και της Δήμητρας εξηγεί τον ετήσιο κύκλο των εποχών, ιδιαίτερα την προέλευση του χειμώνα. Ο Άδης, άρχοντας του κάτω κόσμου, απαγάγει την Περσεφόνη για τη νύφη του. Η Δήμητρα, θεά της γονιμότητας και της γεωργίας, είναι θυμωμένη και σταματά τις καλλιέργειες να αναπτυχθούν. Επιτυγχάνεται ένας συμβιβασμός στον οποίο η Περσεφόνη περνά τον χρόνο μεταξύ του φθινοπώρου και της άνοιξης στον κάτω κόσμο, με αποτέλεσμα τους άγονους μήνες του χειμώνα.
Καθώς η ελληνική αυτοκρατορία έδωσε τη θέση της στη ρωμαϊκή αυτοκρατορία, οι Ρωμαίοι οικειοποιήθηκαν πολλά από τα ελληνικά παραμύθια και μύθους, μετατρέποντάς τα σε μια ξεκάθαρα ρωμαϊκή κλασική μυθολογία. Η Αινειάδα του Βιργίλιου είναι παρόμοια με τα επικά ποιήματα του Ομήρου ως προς την πλοκή και τη δομή, με τη διαφορά ότι ο ήρωας, ο Αινείας, πολεμά για τους Τρώες και όχι για τους Αχαιούς. Το ταξίδι του ήρωα περιλαμβάνει την ίδρυση ενός νέου σπιτιού στην Ιταλία που θα ανθίσει στη Ρωμαϊκή Αυτοκρατορία. Πολλοί από τους θεούς και τις θεές του ρωμαϊκού πανθέου δανείστηκαν από παλαιότερους Έλληνες ομολόγους τους. Για παράδειγμα, ο Ερμής βασίστηκε στον Ερμή, η Αφροδίτη στην Αφροδίτη και ο Άρης στον Άρη.