十二星座与希腊神话中的十二神之间并没有特别严格的对应关系。希腊神话中的十二神包括宙斯（众神之主）、赫拉（天后）、波塞冬（海神）、哈德斯（冥王）、雅典娜（智慧女神）、阿波罗（射术、音乐、与诗歌之神）、阿尔忒弥斯（狩猎与月亮女神）、阿佛洛狄忒（美与爱女神）、阿瑞斯（战神）、赫菲斯托斯（火与工匠之神）、赫尔墨斯（诸神的传令官）、德墨忒尔（农事和丰产女神）、狄俄尼索斯（酒神）。而十二星座则包括白羊座、金牛座、双子座、巨蟹座、狮子座、处女座、天秤座、天蝎座、射手座、摩羯座、水瓶座、双鱼座。
在希腊神话中，白羊座的来历与战神阿瑞斯有关，金牛座与爱神维纳斯有关，双子座与传令之神赫尔墨斯有关，巨蟹座与月亮女神阿尔忒弥斯有关，狮子座与太阳神阿波罗有关，处女座与大地女神泊瑟芬有关，天秤座与爱神维纳斯有关，天蝎座与冥王哈德斯有关，射手座与宙斯有关，摩羯座与牧神潘有关，水瓶座与初代神王、天空之神、宙斯的祖父乌拉诺斯有关，双鱼座与海神波塞冬有关。
十二星座的希腊神话传说中，白羊座的来历讲述了一个关于国王、皇后、王子、公主的故事，金牛座的来历讲述了一个关于公主和公牛的故事，双子座的来历讲述了一个关于双胞胎兄弟的故事，巨蟹座的来历讲述了一个关于月亮女神和妹妹的故事，狮子座的来历讲述了一个关于太阳神和妹妹的故事，处女座的来历讲述了一个关于大地女神和女儿的故事，天秤座的来历讲述了一个关于爱神和弟弟的故事，天蝎座的来历讲述了一个关于冥王和妹妹的故事，射手座的来历讲述了一个关于宙斯和弟弟的故事，摩羯座的来历讲述了一个关于牧神和妹妹的故事，水瓶座的来历讲述了一个关于初代神王和弟弟的故事，双鱼座的来历讲述了一个关于海神和妹妹的故事。
十二星座并非由希腊人划定和命名，而是由巴比伦人在公元前6世纪制定出来的，希腊人是在公元前4世纪采用了这套系统，之后再将星座与他们自己的神话联系到一起。希腊神话中十二星座的守护神分别是马鲁斯、爱神维纳斯、传令之神马久里、太阳神之妹戴安娜、阿波罗神、传令之神马久里、爱神维纳斯、地狱之王普尔德、众神之王丘彼特、农神撒旦、天之神乌拉诺斯、海神尼普琴。
希腊神话中，十二星座与雅典娜的联系并不直接。雅典娜是智慧女神，而十二星座是十二守护神。雅典娜的故事包括她的出生、成为雅典的守护神、与海神波塞冬的争斗等。
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