15世纪初，欧洲正处于以教皇为中心的教会统治时期。依照当时的神学论，世间万物都是由上帝创造出来的，地球也是由上帝创造出来的，它处于宇宙的中心。然而波兰年轻的科学家哥白尼所著的《天体运行论》却向神学的“地球中心说”发起了挑战。

在这部书里，哥白尼大胆地指出：太阳是宇宙的中心，所有行星都围绕太阳运转…太阳绕着地球旋转是假象，地球绕太阳旋转才是真实。哥白尼的“太阳中心说”沉重地打击了宗教神学，暴露了上帝创造世界的虚伪和荒谬，对科学的发展具有划时代的意义。从此，自然科学便开始从神学中解放出来。

伽利略是第一个把实验引进力学领域的科学家，他利用实验和数学相结合的方法，确定了摆的等时性定律等重要的力学定律他第一次揭示了重力和重心的实质，并给出准确的数学表达式。他从实验和理论上否定了统治千余年的亚里士多德的“落体运动法则”,确立了正确的“自由落体定律”。在经典力学的创立上，伽利略可以说是牛顿的先驱。

伽利略还是第一位利用望远镜观测天体取得大量成果的科学家。这些成果上，包括：发现月球表面凹凸不平、木星有四个卫星(现统称伽利略卫星)太阳黑子和太阳的自转，金星、木星的盈亏现象以及银河无数恒星组成等。他用实验证实了哥白尼的“日心说”,彻底否定了统治千余年的亚里士多德和托勒密的“地心说”。