Телескопот не бил нова измислица, веќе бил познат и употребуван како дурбин. Но, она што Галилео прв го направил е тоа што овој инструмент го усовршил и, веројатно уште побитно, го насочил кон небото.  Со овој чин и воден од неговата екстремна научна љубопитност, откритијата што тој ќе ги направи во периодот помеѓу 1609 и 1610 година ќе го редизајнираат дотогашното сфаќање за космосот, Земјата, астрономијата, астрологијата, филозофијата и речиси секоја област од тогашната наука.

Галилео Галилеј ја трансформираше науката во практично знаење, засновано на директно набљудување на реалноста и на податоци добиени преку експерименти спроведени „без да се претпостави дека она што треба да се објасни е вистина“, наспроти дотогашниот контемплативен спристап. Тој ги поставува темелите на современиот експериментален научен метод.

„Дека тезата е спротивна на мислењето на многумина, воопшто не ми е важно, сè дури таа е во склад со искуството и разумот“, им проповедал на своите студенти на Универзитетот во Пиза, каде во 1589 година, благодарение на некои познаници , се стекнал со професорско звање.

Сигурен во својот метод, тој дури си дозволил да се сомнева во теориите за природата и космосот на грчкиот филозоф Аристотел (IV век п.н.е.): теории кои никој, речиси два милениуми, не се осмелил да ги доведе во прашање, а најмалку Католичката Црква која ги користела за поддршка на ‘вистините’ откриени во Светото писмо. Па така, според легендите, сомневајќи се во Аристотеловата претпоставка дека тешките предмети паѓаат побрзо од лесните, пропорционално со својата маса, Галилеј спровел низа експерименти фрлајќи топки со различна тежина по закосена рамнина и бележејќи ја брзината на нивното паѓање. Според Галилеј, отпорот на телото кон менувањето на брзината – нивната инерција – бил важен концепт. Затоа луѓето на површината на Земјата имаат впечаток дека не се поместуваат, иако Земјата се движи со огромна брзина, бидејќи нивната брзина се менува незабележливо.

Покрај мноштвото откритија – фазите на Венера, прстените на Сатурн, па дури и сончеви дамки, можебо неговото најзначајно откритие се 4-те најголеми Јупитерови сателити: Јо, Европа, Ганимед и Калисто. Со секое од овие откритија, делумно опишани во неговиот трактат Sidereus Nuncius (Објава за ѕвездите), објавено во 1610 година, тој добил докази што оделе во прилог на  хелиоцентричната теорија (според која Сонцето е неподвижно на центарот на космосот и Земјата се врти околу него заедно со другите планети), развиена повеќе од половина век порано од полскиот астроном Никола Коперник. Не се работело за ненадејна промена на мислење во прилог на идеите на Коперник, туку целосно издигнување, по години тивка поддршка. И тоа беше проследено со дополнителна свест: дека небото и земјата не се, како што се верувало во тоа време, два радикално различни света, првиот совршен и непроменлив додека вториот несовршен и променлив. Не, во обата света функционираат истите закони на физиката. Ова ги вклучило алармите кај Црквата, но не сосема.

Галилео пред римската инквизиција на уметничка слика од 1857 година

Ситуацијата ќе кулминира во 1632 година со објавувањето на неговото дело „Дијалогот за двата главни системи на светот“, во кое ќе се обиде да ги одбрани коперниканските теории. Ова не му се допаднало на папата Урбан VIII.

Католичката црква го обвинила за ерес (кривоверство). За да ја избегне судбата на несреќниот Џордано Бруно, кого католичката црква жив го запалила на клада поради неговите напредни идеи, Галилеј бил принуден на понижувачки начин клечејќи на колена во покајничка кошула, да се откаже од своите научни сфаќања, сепак бил осуден на доживотен затвор, подоцна заменет со куќен притвор. Починал на 8.1.1642.