Ещё в студенческие годы Галилей проявил исключительные способности к математическим наукам. Он считал, что основой изучения природы является опыт, наблюдение, что не схоластическое толкование сочинений древних философов и священного писания, а непосредственное изучение природы даёт возможность познать её сущность. Проведя многочисленные опыты, учёный открыл законы свободного падения тел, движения тел по наклонной плоскости, закон качания маятника и многие другие.
В 1597 году в одном из писем немецкому астроному Кеплеру Галилей объявил себя сторонником теории Коперника.
В 1609 году Галилей построил первый телескоп — астрономическую трубу, увеличивающую в 30 раз. С этого времени он начал наблюдать небесные светила. Наблюдения привели к замечательным открытиям.
Результаты своих наблюдений Галилей обобщил в труде, опубликованном в 1610 году в Венеции. Он назывался «Звёздный вестник, возвещающий о великих и удивительных зрелищах и предлагающий их вниманию философов и астрономов, каковые зрелища наблюдаемы были Галилео Галилеем с помощью недавно изобретённой им зрительной трубы на лике Луны, в бесчисленных неподвижных звёздах, в Млечном Пути, в туманных звёздах, в особенности же при наблюдении четырёх планет, обращающихся вокруг Юпитера в различные промежутки времени с удивительной скоростью, планет, которые до последнего времени никому не были известны и которые автор совсем недавно открыл первый и решил назвать Медицейскими светилами».
Наблюдения Луны показали, что поверхность её покрыта горами. Это опровергало учение Аристотеля о том, что небесные тела отличаются от земных своим «совершенством» и прежде всего своей идеальной шаровой формой. По длине тени Галилей вычислил высоту лунных гор.
Продолжая наблюдения, учёный обнаружил, что Млечный Путь состоит из множества отдельных звёзд, невидимых невооружённым глазом. Это указывало на то, что в природе существует множество таких тел, которые недоступны наблюдению невооружённым глазом, и религиозные представления об ограниченности мира являются надуманными и ложными.
Наблюдая Солнце, Галилей увидел на его поверхности пятна. По движению этих пятен учёный установил, что Солнце вращается вокруг своей оси.
Но самым замечательным из того, что удалось открыть Галилею с помощью зрительной трубы, были четыре спутника Юпитера, которые вращались вокруг него, а также фазы Венеры, т. е. последовательные изменения вида планеты, подобные тем, которые происходят с Луной. Фазы Венеры доказывали, что эта планета, подобно Земле, является холодным тёмным шаром, освещаемым Солнцем, а порядок смены фаз доказывал обращение Венеры вокруг Солнца, а не вокруг Земли.
Таким образом, учение Коперника подтверждалось непосредственными наблюдениями.
Открытия Галилея произвели огромное впечатление на его современников. Повсюду появились многочисленные ученики знаменитого астронома.
Против учёного поднялись тёмные силы инквизиции. На специальном собрании богословов в 1616 году учение Коперника было объявлено несовместимым со «священным» писанием. Вскоре особым декретом были запрещены книги Коперника и его последователей. Защитники учения Коперника объявлялись еретиками и им грозили мрачные застенки инквизиции.
Однако Галилей не прекратил борьбы с церковью. В 1632 году вышла его книга «Диалог о двух главнейших системах мира — птоломеевой и коперниковой». В ней учёный защищал взгляды Коперника.
Книга была запрещена, а её автора папа Урбан VIII приказал немедленно арестовать. Больного учёного на носилках доставили на суд в Рим и заставили отречься от учения Коперника.
Но великий учёный не изменил своего отношения к теории, которую он сам подтвердил многочисленными доказательствами. Своим противникам Галилей говорил: «Это вы порождаете ереси, когда без основания требуете, чтобы учёные отрекались от своих чувств и неопровержимых доказательств».
В последние годы жизни под неусыпным наблюдением инквизиции слепой и обессиленный учёный продолжал свои замечательные исследования по физике.
Так, ни застенки инквизиции, ни угрозы отлучения от церкви не могли заставить передовых людей отказаться от учения Коперника. Наука о вселенной неудержимо двигалась вперёд. Астрономические открытия следовали одно за другим.
