გალილეო გალილეის ზოგჯერ ‘’პოლიმათს’’ უწოდებდნენ. პოლიმათი ბერძნული სიტყვაა და ითარგმნება როგორც ადამიანი, ინდივიდი, რომლის თეორიული და პრაქტიკული ცოდნა მოიცავს საგნების მნიშვნელოვან რაოდენობას, რომლებიც ეყრდნობა კომპლექსურ სხეულებს კონკრეტული პრობლემების გადასაჭრელად. დასავლეთ ევროპაში პირველი ნაშრომი, რომელშიც გამოიყენებულია ტერმინი პოლიმათია გამოქვეყნდა 1603 წელს ჰამბურგელი ფილოსოფოსის იოჰან ფონ ვოვერნის მიერ. გალილეო გალილეი კი პოლიმათთაგან ერთ-ერთი მათგანია. ამ სახელწოდების ქვეშ ერთიანდებიან ისეთი ცნობილი მეცნიერები თუ პოლიტიკოსები, როგორიც არის ბენჟამინ ფრანკლინი, მიხეილ ლომონოსოვი, ნიკოლაუს კოპერნიკი, ემანუელ სვედენბურგი და სხვები.

XVI-XVII საუკუნეებში, გენიალური იტალიელი ფიზიკოსის, მექანიკოსისა და ასტრონომის გალილეო გალილეის მოღვაწეობის ხანაში სამყაროს შესახებ სამი, ერთმანეთისგან სრულიან დამოუკიდებელი მოდელი განიხილებოდა. როგორც ცნობილია, პირველი და მეორე თეორიის მიხედვით, დედამიწა წარმოადგენდა ცენტრს, რომლის ირგვლივაც ტრიალებდა მზე და სხვა პლანეტები, ხოლო მესამე თეორიის მიხედვით სწორედ მზის გარშემო ტრიალებდა მზე და სხვა პლანეტები, შესაბამისად მთავარ ცენტრსაც სწორედ მზე წარმოადგენდა. სამყაროს აგებულების შესახებ მესამე თეორია უდიდეს პოლონელ ასტრონომსა და მეცნიერს ნიკოლოს კოპერნიკს ეკუთვნის. მიუხედავად კოპერნიკის აბსოლუტურად სწორი და მართებული მოსაზრებისა, იმ დროინდელ საზოგადოებაში პოპულარული მაიკნც ჰეოცენტული სისტემა იყო, რადგან ამ მოსაზრებას კათოლიკური ეკლესია მხარს უჭერდა. ჰეოცენტრული სისტემა განიმარტება როგორც ასტრონომიული მოდელი, რომლის მიხედვითაც დედამიწა და პლანეტები მოძრაობს მზის სისტემის გარშემო. ცნობილი შეხედულება იმის შესახებ, რომ დედამიწა მზის გარშემო ბრუნავს, ჯერ კიდევ ძვ.წ. მე-3 საუკუნეში წამოაყენა არისტარქე სამოსელმა, თუმცა მისმა ნააზრევმა პოსტ-ანტიკური მსოფლიოს ყურადღება ვერ მიიპყრო. საბოლოოდ, არისტარქეს ჰელიოცენტრიზმი აღადგინა და გააუმჯობესა ნიკოლაუს კოპერნიკმა.

გალილეო გალილეი სწავლობდა სიჩქარეს, გრავიტაციას, თავისუფალ ვარდნას, ფარდობითობის პრინციპს , ინერციას და სხვა ასტრონომიულ-მეცნიერულ საკითხებს.

მიუხედავად იმისა, რომ გალილეო ადრეული ასაკიიდან სერიოზულად განიხილავდა მღვდელმსახურებას ახალგაზრდობაში, მამის მოთხოვნით იგი 1580 წელს ჩაირიცხა პიზის უნივერსიტეტში სამედიცინო ხარისხის მისაღებად. მასზე გავლენა მოახდინა ცნობილი პროფესორის, ფრანჩესკო ბუონამიჩის ლექციებმა. იმ წელს, როდესაც იგი სწავლობდა მედიცინას, მან შეამჩნია მოძრავი ჭაღი , რომლის ჰაერის ნაკადებიც მოძრაობდნენ უფრო დიდ და პატარა რკალებში. ყურადღებით დაკვირვების შედეგად გალილეომ დაადგტინა რომ ჭაღს ერთი და იგივე დრო სჭირდებოდა წინ და უკან სარხევად, რაც არ უნდა შორს გამოძრავებულიყო სხეული. სახლში რომ დაბრუნდა, ორი თანაბარი სიგრძის ქანქარა დადგა და ცდა ჩაატარა. თითქმის ასი წლის შემდეგ კრისტიან ჰაიგენსის ნამუშევრამდე არ გამოიყენებოდა მოძრავი ქანქარის ტატოქრონიული ბუნება ზუსტი საათის შესაქმნელად.

ამ მომენტამდე გალილეო განზრახ შორს იყო მათემატიკისგან, რადგან იმ პერიოდში ექიმი უფრო მაღალ შემოსავალს იღებდა, ვიდრე მათემატიკოსი. თუმცა, გეომეტრიის ლექციაზე შემთხვევით დასწრების შემდეგ, მან უთხრა თავის უხალისო მამას , რომ მედიცინის ნაცვლად მათემატიკა და ბუნებრივი ფილოსოფია შეესწავლა და ასეც მოხდა.

გალილეომ შექმნა თერმოსკოპი , თერმომეტრის წინამორბედი და 1586 წელს გამოსცა პატარა წიგნი მის მიერ გამოგონილი ჰიდროსტატიკური ბალანსის დიზაინის შესახებ.

გალილეომ ასევე შეისწავლა დისეგნო , ტერმინი, რომელიც მოიცავს სახვით ხელოვნებას, და 1588 წელს მიიღო ინსტრუქტორის თანამდებობა ფლორენციის Accademia delle Arti del Disegno- ში, ასწავლიდა პერსპექტივასა და ქიაროსკუროს.

მის მიღწევათა შორისაა ტელესკოპის გაუმჯობესება, რიგი ასტრონომიული დაკვირვებებისა, ნიუტონის პირველი და მეორე კანონები. გალილეომ არაერთი წვლილი შეიტანა იმ საქმეში, რასაც დღეს ინჟინერიის სახელითაა ცნობილი.

1595-დან 1598 წლამდე გალილეომ შეიმუშავა და გააუმჯობესა გეომეტრიული და სამხედრო კომპასი , რომელიც შესაფერისი იყო მსროლელთა და ამზომველებისთვის გამოსაყენებლად . ეს გაფართოვდა ნიკოლო ტარტალიას და გვიდობალდო დელ მონტეს მიერ შექმნილ ადრინდელ ინსტრუმენტებზე . მსროლელებს, ქვემეხების ზუსტად ამაღლების ახალ და უსაფრთხო ხერხთან ერთად , თოფის ბურთულებისთვის დენთის მუხტის სწრაფად გამოთვლაშიც გამოიყენებოდა.

მნიშვნელოვანი აღმოჩენა ასტრონომიის სფეროში ეხებოდა იუპიტერის ოთხი თანამგზავრის აღმოჩენას, რაც მე-20 საუკუნეში უკვე დადასტურდა მრავალი კოსმოსური ფოტოთი. ამრიგად, მან უარყო კოპერნიკის ოპონენტების არგუმენტები, რომ თუ მთვარე დედამიწის გარშემო ბრუნავს, მაშინ დედამიწა მზის გარშემო ვერ ბრუნავს. გალილეომ, პირველი ტელესკოპების არასრულყოფილების გამო, ვერ დაადგინა ამ თანამგზავრების ბრუნვის პერიოდი.

მისი ექსპერიმენტალური ნაშრომები ფართოდ აღიარებულია, ფრენსის ბეკონის შრომებთან ერთად, თანამედროვე მეცნიერული მეთოდის ფუძემდებლად. გალილეოს კარიერა თან ხვდება იოჰანეს კეპლერისას.