1、伽利略发现月球表面凹凸不平，这是月球的环形山。伽利略发现月球表面并不是光滑、完美，没有瑕疵的，而是像地球表明那样高低不平，有高山有深谷，也在绕轴自转，于是绘出了世界上第一幅月面图。
2、伽利略发现银河是由无数颗恒星所组成，证明了宇宙是无限的论断是正确的。
3、伽利略发现了太阳黑子。太阳黑子在可见光下呈现比周围区域黑暗的斑点。
4、伽利略发现太阳是自转的。太阳沿著一条穿越自身的轴进行旋转，
5、伽利略发现木星有四颗卫星。1610年1月7日从望远镜中发现了木星里有卫星有四颗，并在绕木星缓慢旋转，后人为了纪念称之为伽利略卫星。
6、伽利略发现金星有盈亏现象。1610年9月，伽利略在从事天文观察时发现了金星的盈亏现象，丛金星的周相变化不同于月球，金星是在太阳与地球之间的轨道上绕太阳旋转。
伽利略发明了天文望远镜、温度计、比例规、摆式脉搏计等。伽利略·伽利雷是意大利天文学家、科学家、物理学家，被称为“观测天文学之父”、“现代物理学之父”。伽利略研究了速度、加速度、重力、相对论、惯性等物理原理，为物理学作出了巨大的贡献。
伽利略还是第一个将实验引入力学中的科学家，例如著名的自由落体实验。古希腊思想家亚里士多德曾提出：物体从高空坠落，其速度与重量成正比，重量大的则下落快，重量轻的则下落慢。人们对这个错误理论坚信不疑。一直到十六世纪，伽利略发现了理论的矛盾。
伽利略进行了假定：物体的下落速度与重量无关。如果两个重量不同的物体受到的空气阻力相同，那么这两个物体将会以同样的速度下落，并同时到达地面。在1589年，伽利略来到了比萨斜塔。在塔顶，将一个一百磅的铁球和一个一磅的铁球同时抛下，最终两球同时落地。这个实验推翻了亚里士多德的错误理论。
