Galileo Galilei (1564-1642), considerado como el padre de la astronomía moderna, estableció claramente el método de trabajo, basado en la experimentación y el cálculo matemático, que ha hecho posible el nacimiento y posterior fructificación de la ciencia moderna, tal como la conocemos hoy.

Fue el primero en observar los anillos de Saturno y descubrió los cuatro satélites principales de Júpiter. Su estudio más amplio fue sobre el Sistema Solar, y al igual que Copérnico defendió el heliocentrismo. Sin embargo, Galileo tenía pruebas sobre esto y pudo demostrarlo. Con su telescopio observó que Venus atraviesa fases, como la Luna, que demostraban que debía estar orbitando alrededor del Sol. De todas maneras, la Iglesia no se convenció de la verdad y fue acusado de hereje.

Uno de sus principales descubrimientos es el de la rotación del Sol, también en contradicción con los principios de perfección e inmutabilidad de los objetos celestes de Aristóteles. Así, en el verano de 1612, Galileo observó, con ayuda de su telescopio en modo de proyección, la presencia y evolución de las manchas solares, que contradecían la inmutabilidad del astro rey. Para realizar estas observaciones, Galileo proyectaba la imagen real de su telescopio sobre una pantalla, ya que si se observa directamente el Sol (incluso a simple vista) se producen quemaduras en la retina.

En 1632 publicó sus conclusiones en su obra más conocida: Diálogo sobre los dos mayores sistemas del mundo, una supuesta conversación entre Ptolomeo y Copérnico en el que el sistema geocéntrico y la inmutabilidad de los cielos quedaban malparadas. Era un duro ataque a la línea de flotación de la filosofía escolástica, piedra angular del pensamiento medieval magníficamente representada por Dante Alighieri en su Divina Comedia.