伽利略读的是教会小学，喜爱音乐和绘画，喜欢玩具和研究各种机械的构造。稍大后，他又沉湎于拉丁文、希腊文和哲学。1581年，17岁的伽利略进人比萨大学学医。他注重实践，爱好独立思考，深爱数学。1586年，他把阿基米德的浮力原理和杠杆原理结合起来，发明了用以测定合金成分的“液体静力天平”。
  两年后，他又完成了“固体内的重心”的论文。由于数学上的成就，他在1589年被比萨大学聘为数学讲师。次年，他就以著名的比萨斜塔实验向居于统治地位的亚里士多德的物理学原理提出了挑战。在比萨斜塔实验后，伽利略受到了教授们的攻击和排挤，他被迫离开比萨大学，之后在威尼斯学术空气自由的帕多瓦大学谋得了数学教授的职位。
  伽利略在帕多瓦大学生活了 18年，这期间他研究了斜面运动、力的合成和抛物体运动等，对液体、热学等也进行了探索，并发明了空气温度计。1609年，伽利略听到一个消息：荷兰光学家李帕西无意中把两块镜片叠在一起，结果透过它看到的远处景物比用肉眼观察的大。
  受此启发，伽利略在半年后成功地制成了世界上第一架放大倍数为33倍的天文望远镜。在这架天文望远镜的帮助下，伽利略探索了深邃神秘的太空，得出了一系列重大的发现：月球表面并不像亚里士多德所说的那样平滑，而是呈现不规则的凹凸起伏；木星旁边有四颗运转着的卫星；地球并不是各个天体旋转的唯一中心；太阳上面有黑子；土星周围有光环……所有这些结果，都有力地支持了哥白尼的太阳中心说——地球和所有行星都围绕太阳运行。
  1610年，伽利略出版了他的《星际使者》，向全世界宣布了他的上述发现。人们惊呼：“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙。”1613年，伽利略出版了《关于太阳黑子的通信》，维护哥白尼的“日心说”，他也因此受到了罗马教廷的不准讲授“日心说”的禁令。
  1632年，伽利略最有名的著作《关于两种世界体系之间的对话》出版，年近70的他因此而被教皇召去罗马教廷受审，饱尝折磨，他被迫宣誓放弃哥白尼的学说，仍被判处终身监禁，监外执行。但他没有放弃科学研究，3年后，他完成了最后一部名著《关于力学和位置运动的两种新科学的对话和数学证明》，这部书总结了他在力学方面的研究成果，其中的许多原理，后来被牛顿发展成为牛顿三大定律。
  这部书被偷运到荷兰出版时，伽利略已经双目失明。1642年，伽利略患热病与世长辞，享年78岁。