Galileo yer çekimi üzerine çalışmalar yapmıştır. Ağırlıkları ne olursa olsun cisimlerin benzer bir ivme ile düştüklerini ve bu ivmenin yerçekimine bağlı olduğunu keşfetmiştir. Ayrıca termometreyi icat etmiş ve bir pusula geliştirmiştir.

Galileo astronomi üzerine yaptığı çalışmalarla bilim tarihi içinde kendine önemli bir yer edinmiştir. güçlü bir teleskop geliştirerek güneşin ve gezegenlerin hareketlerini inceledi. venüs gezegeninin güneşin etrafında bir yörünge çizerek döndüğünü ve jüpiter gezegeninin dört temel uydusunu keşfetti. zamanının kabul gören görüşlerine karşı çıkarak dünyanın ve diğer gezegenlerin güneşin etrafında döndüğünü iddia etti. bu nedenle katolik kilisesi tarafından yargılandı ve iddialarını geri çekmek zorunda bırakıldı. katolik kilisesi, galileo'nun güneş sistemi teorisinin geçerliliğini tam 359 yıl sonra, 1992 yılında kabul etti.