15 Şubat 1564 tarihinde İtalya‘nın Toskana bölgesindeki Pisa şehrinde dönemin tanınmış müzisyenlerinden Vincenzo Galilei‘nin altı çocuğundan biri olarak dünyaya gelen Galileo, ilk öğrenimini Floransa‘da tamamladı.
1581 yılında Pisa Üniversitesinde tıp eğitimine başladı. Ancak maddi sıkıntılar nedeniyle okulu bırakmak zorunda kaldı. Daha sonra matematiğe yönelen Galileo, bu konudaki çalışmalarıyla 1589 yılında Pisa’da profesör oldu.
Sarkacı, yüzen cisimleri ve kinetiği Aristo fiziğinden farklı bir düşünceyle matematiksel olarak ele alınması gerektiğine inanan Galileo, Pisa Kulesi‘nden ağırlık atarak, düşen bütün cisimlerin aynı ivmeye sahip olduğunu gösterdi ve Aristo mantığının yanlış olduğunu kanıtladı. Serbest düşmenin sabit ivmeli bir hareket olduğunu düşüş sırasında katedilen yolun, zamanın karesiyle orantılı olduğunu gösterdi. Bu deneyi neticesinde yaşlı profesörlerle karşı karşıya gelen Galileo, 1592 yılında Pisa’yı terk ederek, Padova Üniversitesi matematik kürsüsüne geldi.
1597‘de askeri amaçla da kullanılabilen pusulayı ticari olarak piyasaya sunan Galileo, 1600'den hemen sonra ilkel bir termometre ve insanların kalp atışının ölçümünde kullanılmak üzere bir sarkaç icat etti.
1609‘da Hollanda‘da teleskopun icat edildiğini öğrenmesinin ardından kendisi daha gelişmiş bir teleskop üretti ve bunu astronomi gözlemlerinde kullandı. Teleskopu astronomik amaçla kullanan ilk bilim insanı olan Galileo, kendi ürettiği teleskopla önemli gözlemler yaptı. Daha sonra bu gözlemleri, 1610‘'da, Yıldız Habercisi (Siderius Nuntius) adlı kitabında kaleme aldı.
Ay yüzeyi, yıldız kümeleri ve Samanyolu üzerine ilk tespitlerini yayınladığı ve Jupiter‘in dört uydusunun varlığından bahsettiği kitabı büyük yankı uyandırdı. Bu başarısı Floransa’da saray matematikçisi olmasını sağladı.
Venüs gezegeninin evreleri ve Satürn’ün şekli hakkında bilgi verirken, astronomideki Batlamyus sistemini tartıştı. Güneş’i de gözlemleyen ve güneş üzerinde bulunan gölgelerin leke olduğunu kanıtlayan Galileo, bunların ne Merkür‘ün güneşin önünden geçerken oluşan gölgesi ne de güneş ve dünya arasında bulunan küçük gökcisimlerine ait olmadığını ortaya koydu.
1611 yılında Roma‘ya giderek burada bulunan bilim akademisine üye oldu. Bu dönemde Floransa’ya dönüşüne sebep olan kitabını ve güneş lekeleri üzerine yazdığı eserini yayınladı.
Kopernik sistemini açık bir şekilde savunduğu bu eser yüzünden papazların ağır baskısına maruz kalan Galileo, 1615 yılında iddiasını savunmak amacıyla Roma’ya gitti. 1616‘da Papa V. Paul tarafından kitaplarını tetkik amacıyla kurulan komisyon, Galileo’nun kitaplarını yasaklamadıysa da, dünyanın döndüğü iddiasından vazgeçmesini istedi.
Bir süre bilimin pratik yönüne dönerek, mikroskobu geliştiren Galileo, 1618'de üç kuyruklu yıldızın keşfedilmesiyle kiliseyle karşı karşıya kaldı. Bir arkadaşının VIII. Urban olarak papa seçilmesinin ardından cesaret alarak yazdığı “İki Kainat Sistemi Üzerine Konuşmalar” adlı eseri 1632‘de yayınlanan Galileo, Roma’ya çağrılarak engizisyon mahkemesine çıkarıldı. Bunun ardından, 1633‘te kitabı yasaklanan Galileo, müebbet hapse mahkum edildi.
Yetmiş yaşında hapsedilen ve 1636‘da gözleri kör olan Galilei Galileo, 8 Ocak 1642 tarihinde Arcetri‘de öldü.