大小熊星座的神話故事源自希臘神話，主要涉及宙斯、卡利斯托和她的兒子阿卡斯。
卡利斯托是一位美麗的仙女，也是月亮女神阿爾忒彌斯的隨從。她發誓要保持貞潔，但宙斯對她一見傾心。為了接近她，宙斯化身為阿爾忒彌斯的樣子，成功引誘了卡利斯托。卡利斯托懷孕並生下了一個兒子，名叫阿卡斯。
赫拉，宙斯的妻子，得知此事後非常憤怒。為了懲罰卡利斯托，赫拉將她變成了一隻熊。卡利斯托被迫在森林中孤獨地生活，無法恢復人形。
多年後，阿卡斯長大成為一名獵人。一天，他在森林中遇到了一隻熊，正是他的母親卡利斯托。卡利斯托認出了兒子，試圖接近他，但阿卡斯並不知道這隻熊是自己的母親，舉起長矛準備攻擊。
就在這千鈞一髮之際，宙斯不忍看到悲劇發生，便將阿卡斯也變成了一隻小熊。隨後，宙斯將母子二人升上天空，分別成為大熊座（Ursa Major）和小熊座（Ursa Minor），讓他們永遠在一起。
這個故事不僅解釋了大小熊星座的起源，也反映了古希臘人對自然現象的神話化理解。