伽俐略最初的重大貢獻是在力學領域內(nèi)做出的.亞里士多德教導說,重物體比輕物體下落的速度要快些.由于這位希臘哲學家的絕對權威,世世代代的學者都接受了他的論斷.但是伽俐略卻決定對它加以驗證,通過一系列的實驗,他很快發(fā)現(xiàn)亞里士多德錯了.事實上若沒有空氣的摩擦阻力,重物體和輕物體下落的速度相同（順便說一句,有關伽俐略在比薩斜塔上所做的物體下落實驗的傳說似乎是毫無根據(jù)的）.發(fā)現(xiàn)這一規(guī)律后,伽俐略又采取了下一步驟,他仔細測量了下落的物體在給定時間內(nèi)所通過的距離后,發(fā)現(xiàn)一個下落的物體經(jīng)過的距離與它下落所用的時間秒數(shù)的平方成正比.這一發(fā)現(xiàn)本身意味著一個恒定的加速度,具有重要的意義,但更重要的是伽俐略能用一個數(shù)學公式概括出一系列實驗的結果.廣泛使用數(shù)學公式和數(shù)學方法是現(xiàn)代科學的一個重要特征.
伽俐略的另一個主要貢獻是他發(fā)現(xiàn)了慣性定律.在此以前人們認為在沒有外力的作用下,一個正在運動的物體必然要逐漸減速,最后停下來.但是伽俐略的實驗表明這個普遍的認識是錯誤的.如果沒有阻力,如摩擦力的作用,一個物體會無限地繼續(xù)運動下去.牛頓明確地重申了這一重要原理,并把它作為第一運動定律并入自己的體系中,它是物理學中的重要定律之一.
伽俐略最著名的發(fā)現(xiàn)是在天文學領域中做出的.在17世紀初期天文學說處于十分混亂的狀態(tài),哥白尼的日心說的追隨者和古老的地心說的擁護者之間進行著一場激烈的論戰(zhàn).早在1604年伽俐略就宣布他認為哥白尼是正確的,但是當時無法證明.1609年伽俐略聽到荷蘭發(fā)明了望遠鏡的情況,雖然他對這種裝置只能做出蜻蜓點水的描述,但是他憑借自己獨特的天賦,很快就親手制成一臺特別高級的望遠鏡.有了這臺望遠鏡,他就可以利用自己的觀察天才來探索太空,僅在一年之內(nèi)就做出了一連串的重大發(fā)現(xiàn).