Compuso el poema más antiguo que se conoce sobre astrología y astronomía, Astronómicon o Astronomica, alrededor del año 10 d. C., que ha llegado a la actualidad bastante completo en cinco cantos o libros, el último incompleto.
Comienza por hacer una reseña de las principales constelaciones, remontándose a sus orígenes y nombres mitológicos.
En ellos Manilio habla del mucho influjo que ejercen, a su entender, los astros en los cuerpos terrestres; distingue los signos del zodiaco en masculinos, femeninos, diurnos, nocturnos, anfibios y otros por el mismo estilo, reproducidos mucho más tarde por Cornelio Agripa y Jerónimo Cardano.
En el cuarto libro trata de la acción y del influjo muy directo que ejercen los astros sobre los destinos humanos.
La editio princeps del Astronómicon fue preparada por el astrónomo Regiomontanus usando manuscritos muy corruptos; la publicó en Núremberg alrededor de 1473.
El mismo Goold publicó en la colección Teubner (Leipzig, 1998) una nueva edición con mínimos cambios respecto de su versión anterior.