DO Galileovy doby bylo mnoho lidí přesvědčeno, že Slunce a všechny planety a hvězdy obíhají kolem Země. Tento názor byl součástí oficiálního dogmatu katolické církve.

Pomocí dalekohledu však Galileo našel důkazy skutečností, které byly v rozporu s obecně uznávanými vědeckými poznatky. Pozoroval například, že sluneční skvrny se „posouvají“ po povrchu Slunce, a proto dospěl k závěru, že Slunce se otáčí kolem své osy. Galileova pozorování značně rozšířila lidské znalosti o vesmíru. Nicméně vedla k tomu, že se dostal do přímého konfliktu s katolickou církví.

Několik desetiletí před Galileem polský astronom Mikuláš Koperník vytvořil teorii, že Země obíhá kolem Slunce. Galileo prostudoval Koperníkovo dílo o pohybu nebeských těles a shromáždil doklady o správnosti jeho teorie. Galileo zpočátku váhal některá svá pozorování zveřejnit, protože se bál, že se setká s posměchem a opovržením. Nadšení z toho, co svým dalekohledem  pozoroval, však nedokázal potlačit a nakonec se svými objevy vystoupil veřejně. Někteří vědci pokládali jeho závěry za pobuřující a duchovní ho brzy začali ve svých kázáních znevažovat.

V roce 1616 kardinál Bellarmino, jeden z největších teologů té doby, informoval Galilea o právě vydaném katolickém dekretu, ve kterém byly Koperníkovy názory odsouzeny. Naléhavě Galilea vybízel, aby se tomuto dekretu podřídil, a Galileo potom teorii, že Země obíhá kolem Slunce, řadu let veřejně neobhajoval.

V roce 1623 byl uveden do úřadu papež Urban VIII., který byl Galileovým přítelem. O rok později ho Galileo požádal, aby dekret z roku 1616 zrušil. Papež mu nevyhověl, ale vybídl ho, aby vzájemně si odporující teorie Koperníka a Aristotela vysvětlil, aniž by jedné z nich stranil.

Galileo tedy napsal knihu s názvem Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo (Dialog o dvou největších světových soustavách). Ačkoli mu papež nařídil, aby byl nestranný, Galileo v knize podpořil Koperníkovy závěry. Netrvalo dlouho a jeho nepřátelé začali tvrdit, že touto knihou papeže zesměšňuje. Jelikož byl obviněn z kacířství a hrozilo mu mučení, byl nucen Koperníkovy závěry popřít. V roce 1633 ho římská inkvizice odsoudila k doživotnímu domácímu vězení a jeho spisy zakázala. Galileo zemřel 8. ledna 1642 ve svém domě v Arcetri blízko Florencie.

Jeho dílo bylo několik staletí na seznamu knih zakázaných katolickou církví. Avšak v roce 1979 se církev rozhodla přezkoumat kroky, které před 300 lety podnikla římská inkvizice. V roce 1992 nakonec papež Jan Pavel II. veřejně uznal, že katolická církev odsoudila Galilea neprávem.