伽利略没有做传说中的“斜塔实验”，但是他做了两个“斜面实验”：一个是证明自由落体运动是匀变速直线运动的“冲淡重力”的斜面实验（攻击亚里士多德的“重快轻慢”结论）；另一个是证明牛一的理想斜面实验（攻击亚里士多德的“运动需要力来维持”结论）。这两个实验都被列入了“物理学史上十大最美丽的实验”。
伽利略对天文学的贡献也很突出。他首次用望远镜对准太空，国际天文年2009年由此而来。他用天文望远镜观察到木星的卫星，命名为“伽利略卫星”；观察到太阳黑子（墓志铭）。欧洲导航卫星系统被命名为“伽利略系统”。
他的学生是布鲁诺，他去世后第二年1643年牛顿出生。霍金死于伽利略出生那一年。
伽利略最早研究动量，认为其等于物体的大小（质量）与速率的乘积。
伽利略第一次提出并且最早研究“加速度”这个概念。
伽利略抨击过两个教会支持的人物：在《关于两门新科学的对话》中1、“自由落体运动的研究”中使用“斜面实验/单斜面实验”抨击亚里士多德的“重快轻慢”，证明物体下落快慢与重量无关；2、“运动和力的关系”中利用“理想斜面实验/双斜面实验”抨击亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”。伽利略的这两个实验被列入“十大最美丽的物理实验”3、在《关于托勒密和哥白尼两大科学体系的对话》中，伽利略支持哥白尼的“日心说”，抨击托勒密的“地心说”，证明地球并非太阳系的中心。伽利略的一生是与教会斗争的一生，是与古典物理学的哲学思辨斗争的一生，因此伽利略后期被抓进宗教裁判所，但也被爱因斯坦称为近代物理学的开山始祖。
关于物理学，我们人为地给它划分了3个阶段。一是古典/经典物理时期（17世纪以前）：在17世纪前，物理主要是从观测生活的体验中发现和总结规律，古希腊的时候人们把所有观测自然和哲学统称为自然哲学。哲学家们猜测：“重的比轻的物体落的快，物体运动需要有力来维持，地心说等”。牛顿时代，科学和哲学还是一家。大家知道牛顿有本非常著名的著作叫《自然哲学的数学原理》，讲的就是牛顿力学，但是这本书名里没有一个物理的词。自然哲学时代的物理研究，其实更多注重哲学的思辨，还不是现代意义上的科学，而且在那个时代，同时还受到了宗教巨大的束缚，任何一个观点，与宗教的信念不符，就很难被接受；二是经典物理学时期（17世纪-19世纪）：使物理学从哲学的襁褓中分离出来成为真正的实验科学，应该讲是近几百年的事。那么打破这种束缚呢，是从16世纪开始的物理学思想和科学方法的突破，这种突破也带动了科学的启蒙。思想的突破是从哥白尼提出描述太阳系系统的“日心说”开始的，他的学说推翻了托勒密的地心说，打响了科学思想革命的第一枪。而科学方法的突破起源于实验科学方法的建立。这个方法的建立释放了物理及整个科学的研究潜力。科学方法的突破要归功于两个人：一个是英国的哲学家培根，他是归纳法的创始人，也被誉为科学方法之父。他从哲学上论证了科学方法的重要性，认为科学研究应该使用观察和实验为基础的归纳法；实验科学的开创者是伽利略，他也被誉为现代科学之父，伽利略因为捍卫日心说而受到教会的迫害，知道上个世纪90年代才得以平反，也就1992年才得以平反伽利略通过实例展示了科学方法对科学研究的重要性，他强调了要使用实验和观测所得到的证据来证实任何假说的正确性，开创了实验物理先河。伽利略对科学实验有两方面的贡献：一方面，他创立了实验和数学有机结合的科学研究方法（单斜面实验）、另外伽利略确定了理想实验在科学研究中的作用（双斜面实验）；三是现代物理时期（20世纪）：爱因斯坦等科学家的努力下，相对论和量子力学的发明使物理进入了一个新的领域。
伽利略首先发明了液压温度计。
伽利略命名了“最速降线”为——摆线。
