伽利略生活的年代，正是歐洲各國資本主義興起，黑暗的中世紀臨近尾聲的時期。從羅馬帝國繼承下來的天主教會，對當時的歐洲國家政權仍然起着很大的控制作用，宗教法庭可以隨意逮捕、審判、拷打乃至處死所謂的不敬神者。在當時，文學、藝術、科學和哲學都被置於神學婢女的可悲境地，人們只能依據《聖經》和教會所支持的幾種學說，來解釋一切事物和現象，誰要膽敢越雷池一步，就要被當作異端，受到宗教裁判所的迫害。
但是爲了使日心說能夠得到更大範圍的認可，伽利略仍然積極進行宣傳，他試圖邀請巴都亞大學的亞里士多德派的學者們，親自用望遠鏡進行天體觀測，不料，卻遭到了拒絕。他們非但不承認可觀測的事實，反而變本加厲地對伽利略及他的望遠鏡進行惡毒的攻擊。他們罵伽利略是個騙子，稱他看天用的管子，是根魔管。還有一個天文學家竟說：人有七竅，天有七政，即日月水火土金木，木星怎麼會有衛星存在呢假如像伽利略說的那樣，要增加星的數目，那不是全部系統都要垮臺了嗎面對這些無知的惡意攻擊，伽利略並沒有被嚇倒，反而堅定了他把自己的新發現寫成文章，公之於世的信心。後來，伽利略又通過觀測發現了太陽黑子，並根據黑子在太陽表面位置不斷變化探明瞭太陽的自轉。伽利略越來越相信日心說的正確，逐漸成了哥白尼學說的忠實擁護者和宣傳者。
太陽中心說可以說是對宗教教義一個徹底的否定，它直搗教會的致命之處。因此，爲了消除伽利略對宗教教義的褻瀆，1633年2月，宗教裁判所再次把伽利略召到羅馬。這時伽利略已年近70，身體虛弱多病。教廷竟對這樣一位老人進行了長達數月之久的審訊和折磨，強迫他承認錯誤，並作出如下荒謬的判決：
爲了處分你這樣嚴重和有害的錯誤與罪過，以及爲使你今後更加審慎並給其他人做個榜樣，我們宣佈，用公開的命令禁止伽利略《關於托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》一書;判處暫時把你關入監獄內。
從此，伽利略失去了人身自由。來探望他的朋友和親人都苦勸其認罪，他的女兒舍勒斯特也寫了許多信哀求他悔罪。迫於各方面的壓力，伽利略的內心經過一番激烈而痛苦的掙扎，當他又一次被帶到宗教法庭接受審訊時，他無奈地宣佈放棄自己的主張。
在這種情況之下，伽利略作出妥協和讓步，算得上是一個明智之舉，因爲在當時，他只有兩條路可走，要麼妥協，要麼被捆在宗教裁判所的火刑柱上。而如果伽利略作了後一種選擇的話，那麼人類知識寶庫至少失去《關於兩種新科學對話集》和《對話》附篇這兩部鉅著。因此，對於一個被長達數月折磨的虛弱老人來說，伽利略此時的讓步，既是出於身心的無可奈何，也是一種鬥爭的藝術，留得青山在，不怕沒柴燒。
然而對於伽利略本人來說，雖然部分地擺脫了肉體的痛苦，但更難忍受的是精神重壓。一個把追求真理當做自己終身信條的偉大學者，在謬誤面前做出妥協、讓步，這種精神方面的痛苦、內疚更勝於肉體的痛苦。因爲他知道，作爲支持哥白尼學說的一面旗幟，他的倒下，影響的不僅僅是自己的信仰和研究工作，也勢必會影響到公衆對日心說的看法，影響到日心說的繼續傳播和發展，從而影響人類對於整個宇宙的.研究和探索。在伽利略看來，這是對真理的褻瀆，是對科學的犯罪，是不可容忍的。這種沉重的負罪心情一直折磨着他，使他寢食不安，原來就十分憔悴的身體，變得愈來愈虛弱。
儘管伽利略違心地做了妥協，儘管他從此不得不放棄天文學研究做了宗教裁判所的囚犯，但他的科學研究活動卻一刻未曾間斷，只是把研究方向轉向了力學。然而，女兒的逝世和自己雙目失明的不幸又接踵而至。可是，就在這樣困難的情況下，伽利略仍堅持完成了《關於兩種新科學對話集》這本物理着作的寫作，大膽地敘述了物體的各種問題。直到去世前夕，伽利略躺在病牀上仍在進行機械設計和指導學生進行擺的研究工作，並把用擺來調整時鐘運行的想法，口述給了他的學生析利，並經析利整理後作爲《對話》的附篇發表了。
1590年，在馳名遐邇的比薩斜塔上，進行了一次重要的科學實驗：兩個重量分別爲1磅和10磅的鐵球從塔頂同時下落，居然又同時到達地面。這項實驗推翻了亞里士多德的經典性結論，即如果把兩件東西從空中扔下，必定是重的先落地，輕的後落地。同時證明了實驗者伽利略所提出的自由落體定律的正確性。
伽利略是偉大的意大利物理學家和天文學家，科學革命的先驅。歷史上他首先在科學實驗的基礎上融會貫通了數學、物理學和天文學三門知識，擴大、加深並改變了人類對物質運動和宇宙的認識。爲了證實和傳播哥白尼的日心說，伽利略獻出了畢生精力。由此，他晚年受到教會迫害，並被終身監禁。他以系統的實驗和觀察推翻了以亞里士多德爲代表的、純屬思辨的傳統的自然觀，開創了以實驗事實爲根據並具有嚴密邏輯體系的近代科學。因此，他被稱爲近代科學之父。他的工作，爲牛頓的理論體系的建立奠定了基礎。
伽利略1564年生於意大利北部佛羅倫薩一個貴族的家庭。他在科學上的創造才能，在青年時代就顯示出來了。當他還是比薩大學醫科學生時，就發明了能測量脈博速率的擺式計時裝置。後來，他的興趣轉向了數學和物理學，26歲就擔任了比薩大學的數學教授。由於他在科學上的獨創精神，不久就跟擁護亞里士多德傳統觀點的人們發生了衝突，遭到對手們的排擠，不得不在1591年辭去比薩大學的職務，轉而到威尼斯的帕多瓦大學任教。
伽利略很早就相信哥白尼的理論，但只有當他發現了證據來支持這一學說時，才公開表示支持。他用意大利文寫有關哥白尼理論的文章，並且他的觀點很快就廣泛地得到大學界之外的支持。這惹怒了亞里士多德派的教授們，他們聯合起來反對他，並極力說服天主教會禁止哥白尼主義。
伽利略爲此而擔心，他趕到羅馬去向天主教權威當面申訴。他爭辯道，《聖經》並未試圖告訴我們任何關於科學理論的東西，通常都是假定，當《聖經》和常識發生矛盾時，就成爲比喻。但是教會害怕這醜聞可能傷害它對新教徒的鬥爭，所以採取了鎮壓的手段。1616年，教會宣佈哥白尼主義是虛僞的、錯誤的，並命令伽利略不準再保衛或堅持這一學說。伽利略勉強接受了。
1623年，伽利略的一位長期朋友成爲教皇。伽利略立即試圖爲1616年的判決翻案。他失敗了，他設法獲得了准許，在兩個前提下寫一本敘述亞里士多德派和哥白尼派理論的書：他不能有傾向，同時要得出結論，表明人類在任何情況下都無法決定世界是如何運行的，因爲上帝會以人類不能想象的方法來達到同樣的效果，而人類不能限制上帝的萬能。
這本題爲《關於兩個主要世界體系的對話》的書，於1632年在檢查官的全面支持下完成並出版了，並且立刻被全歐洲歡呼爲文學和哲學的傑作。不久教皇就意識到，人們把這本書看作是確認哥白尼主義的論證，後悔允許該書出版。教皇指出，雖有檢查官正式批准出版該書，但伽利略依然違背了1616年的禁令。他把伽利略帶到宗教法庭面前，宣佈他終身軟禁，並命令他公開放棄哥白尼主義。伽利略又第二次被迫從命。
伽利略始終是一個忠實的天主教徒，但是他對科學獨立的信仰從來未被動搖過。1642年，即他逝世前4年，當他仍然被軟禁時，他第二本主要著作的手稿被私下交給了一個荷蘭的出版商。正是這本被稱爲《兩種新科學》的書，甚至比支持哥白尼更進一步成爲現代物理學的起源。在這本書中，伽利略首先研究了慣性運動和落體運動的規律，爲牛頓第一定律和第二定律的研究鋪平了道路。他堅持自然科學書籍要用數學來寫的觀點，倡導實驗和理論計算相結合，用實驗檢驗理論的推導。這種研究方法對以後的科學研究工作具有重大的指導意義。
