Він одним із перших використав телескоп для спостереження небесних тіл і зробив низку видатних астрономічних відкриттів. Галілей – засновник експериментальної фізики. Своїми експериментами він переконливо спростував умоглядну метафізику Аристотеля і заклав фундамент класичної механіки.
У 1633 р. Галілео Галілей постав перед римською інквізицією за звинуваченням у тому, що стверджував, що Земля обертається. Суд, що послідував за цим звинуваченням, втягнув усю могутню римську католицьку церкву в наукову і теологічну суперечку з найбільшим ученим того часу.
У 1610 році Галілей був першим астрономом, який відкрив чотири місяці Юпітера – ці космічні тіла були названі “Галілеєвими місяцями” на його честь. Чотири місяці, пов’язані з галілеєвими, – це Іо, Європа, Ганімед і Каллісто.