
Hécatée écrit une Périégèse (Περίοδος Γῆς / Períodos Gễs ou Περιήγησις / Periêgêsis), soit un « tour de la terre », un parcours intellectuel autour de la Méditer-ranée, permettant de visiter les trois continents de l’Œkoumene, la Libye, l’Europe et l’Asie. Le texte en est quasi entièrement perdu (ne subsistent que 300 fragments, cités par Étienne de Byzance). La méthode d’Hécatée consiste à décrire d’abord le littoral, puis à s'enfoncer dans les terres jusqu’aux confins du monde habité. Il rassemble les légendes locales et consigne ses commentaires sur la faune et la flore locales, les habitants et les mœurs. Son projet semble avoir été une mise en ordre des lieux et des peuples du monde, utilisant la carte d’Anaximandre pour organiser les relations des voyageurs et intégrer les segments de parcours dans un cercle idéal. Selon Porphyre de Tyr le second livre des Enquêtes d'Hérodote doit beaucoup à Hécatée. Hécatée écrit aussi des Généalogies (Γενεαλογίαι / Genealogíaï) des divinités et héros grecs. Celles-ci sont le premier essai de critique historique et la première tentative d'affranchir l’histoire des mythes et de la poésie. Le recueil debut par ces mots: "Ce que j'écris est ce que je considère comme vrai; car les traditions des Hellènes sont multiples et, à mon sens, ridicules" dixit Hécatée de Milet. Cependant, le résultat n'atteint pas le but fixe parce qu' il se contente d’historiciser les mythes, ou d’en fournir une version qu'il juge plus vraisemblable. Ainsi, il juge exagéré le nombre de fils attribués depuis Eschyle (Les Suppliantes) au roi Égyptos — cinquante —, mais se contente de le réduire à vingt. Il fut cependant le premier à établir une véritable chronologie de l'époque héroïque. Seuls 35 fragments des Généalogies subsistent.