Teorico della scienza e scienziato sperimentatore, libero pensatore e uomo di grande abilità tecnica, Galileo Galilei nacque a Pisa il 15 febbraio del 1564 da un'antica famiglia fiorentina della buona borghesia, ormai decaduta.
Il padre, Vincenzo, musicologo di fama e suonatore di liuto, gli diede un'educazione aperta, di tipo umanistico. Dopo i primi studi nella città natale e a Firenze, Galileo si iscrisse ai corsi di medicina dell'università di Pisa, ma i suoi interessi si orientarono ben presto verso la matematica, che cominciò a coltivare sotto la guida di Ostilio Ricci, discepolo del grande matematico Niccolò Tartaglia (1505-1557). Non trascurò la fisica, che apprese dagli insegnamenti universitari di Francesco Bonamico, di formazione aristotelica.
Da questi insegnamenti e dalle prime osservazioni, nacquero la formulazione della legge dell'isocronismo delle piccole oscillazioni del pendolo, nel 1583, e la scoperta della bilancetta idrostatica per misurare il peso specifico dei corpi, a cui è dedicato il primo scritto scientifico di Galileo. Nel 1589 ottenne, grazie all'appoggio di alcuni illustri scienziati dell'epoca che apprezzavano il suo originale ingegno, un posto di lettore di matematica presso l'università di Pisa: ma l'incarico attribuitogli era di carattere complementare e gli procurava una scarsissima retribuzione, a malapena sufficiente al suo mantenimento. Ciononostante, Galileo trovò il tempo di coltivare la sua passione per la letteratura e con le Considerazioni sul Tasso partecipò a una polemica che vedeva all'epoca schierati i sostenitori del poeta Ariosto (1474-1533) contro quelli del Tasso (1544-1595).
La soluzione ai suoi problemi economici sembrò arrivare nel 1592, anno in cui gli fu assegnata una cattedra di matematica all'università di Padova, dove rimase per diciotto anni, i più fecondi della sua attività, favorita dalla liberalità della repubblica veneta. Ma la vita di Galileo non fu facile: in qualità di primogenito, dopo la morte del padre, dovette sostenere economicamente la madre e i fratelli. E fu costretto varie volte a rivolgersi al governo veneziano, da cui dipendeva l'università, per avere anticipi di stipendio o aumenti.
Il bisogno lo portò a tenere lezioni extrauniversitarie, che furono sempre seguite da numerosissimi studenti, attratti a Padova dal nome di Galilei, anche se egli in realtà era desideroso di dedicarsi soltanto ai suoi studi prediletti e trovava queste lezioni un compito piuttosto gravoso.
In questo periodo Galileo convisse, pur non giungendo a regolari nozze, con Marina Gamba, da cui ebbe tre figli. Tra i molti amici veneziani, un ruolo importante ebbe il gentiluomo Gianfrancesco Sagredo, che sarebbe stato immortalato nei Dialoghi galileiani. Negli anni padovani, lo scienziato costruì accanto alla propria abitazione un'officina meccanica per i suoi esperimenti che culminarono nel fondamentale perfezionamento del cannocchiale (1609), e nelle scoperte astronomiche rese possibili da questo strumento: egli rilevò l'ineguaglianza della superficie lunare, le macchie solari con il loro mutamento e le fasi di Venere. Scoprì, inoltre, i quattro satelliti di Giove, da lui battezzati "medicei", in onore del granduca di Toscana. Di queste scoperte, in base alle quali si negava la tesi aristotelica dell'incorruttibilità delle sfere celesti, diede annuncio nello scritto Nuncius Sidereus.
Il cannocchiale, in realtà, era già stato costruito da tecnici olandesi e francesi, ma si deve allo scienziato pisano la creazione di questo modello più potente - che può essere considerato, perciò, il primo telescopio - e il fatto di avere attribuito allo strumento un grande valore per lo studio dei fenomeni astronomici. Anche Isaac Newton (1642-1627) si sarebbe dedicato in seguito allo sviluppo di questo apparecchio. Quando fu pubblicato il Nuncius, gli scienziati tradizionalisti contestarono a Galileo l'importanza dell'invenzione del telescopio e attribuirono alle imperfezioni dello strumento ciò che Galileo "credeva" di aver visto. Ciò non distolse lo scienziato dalle sue convinzioni, alimentate anche dalla fitta corrispondenza con l'astronomo tedesco Keplero (1571-1630). Galileo adattò tra l'altro il suo strumento anche alla visione da vicino, realizzando un microscopio col quale nel 1614 osservò la struttura delle mosche; sembra anche che abbia costruito un "termoscopio" che successivamente Santorio Santorio (1561-1636) avrebbe modificato aggiungendovi una scala graduata, creando così il termometro.
La fama delle recenti scoperte scientifiche, pur non ben viste, valse a Galileo la chiamata a Firenze come "matematico straordinario dello studio di Pisa" e "filosofo del serenissimo" da parte del granduca di Toscana. A causa delle persistenti difficoltà economiche, e nella speranza di poter dedicare tutto il proprio tempo alle ricerche, Galileo dovette accettare l'incarico, pur avvertendo la gravità della decisione di lasciare la libera repubblica veneziana per una città in cui la potenza dell'Inquisizione era ben maggiore. Comunque, i primi anni fiorentini furono fecondi e tranquilli. La sua corrispondenza dimostra una fervida attività intellettuale. Questo è infatti il periodo delle cosiddette Lettere Copernicane: tra le più famose, quella del 1613, indirizzata al discepolo frate Benedetto Castelli (1577-1643), e quella a Cristina di Lorena, granduchessa di Toscana, nelle quali veniva difesa la dottrina copernicana e si affrontava il problema dei rapporti tra la scienza e la fede.
Nel 1616 gli scritti di Copernico vennero inseriti nell'Indice dei libri proibiti. Nonostante i consigli di prudenza ricevuti, Galileo decise di recarsi a Roma, a perorare le tesi copernicane; formalmente ben accolto, riuscì a parlare con il cardinale Bellarmino (1542-1621), ma non ottenne l'effetto desiderato, e anzi fu ammonito sul carattere eretico della dottrina difesa, e quindi invitato ad abbandonarla e a non insegnarla.
Tornato a Firenze, Galileo riprese i suoi studi e qualche anno dopo
entr├▓ in vivace polemica con il gesuita Orazio Grassi sulla natura delle comete. Ma questa volta la ragione scientifica stava dalla parte del gesuita: contro Galileo, questi sostenne che le comete erano corpi celesti e non apparenze prodotte dalla luce solare sul vapore atmosferico. Da questa discussione Galileo trasse lo spunto per la definizione del metodo scientifico, che illustr├▓ nel Saggiatore (1623).
Nuove speranze per l'affermazione delle sue posizioni si accesero in Galileo con l'elezione del cardinale Barberini (1568-1644) al soglio pontificio con il nome di Urbano VIII. Egli credeva che l'apertura mentale del nuovo papa e la benevolenza già dimostratagli gli sarebbero state propizie. Concepì quindi la stesura dei Dialoghi sui massimi sistemi, conclusi nel 1632, in cui lo scopo scientifico - far emergere la superiorità della dottrina copernicana, eliocentrica, su quella tolemaica, geocentrica - è camuffato attraverso l'espediente letterario di evitare una presa di posizione esplicita: in questo scritto un personaggio neutrale, Sagredo, invita gli esponenti della concezione aristotelico-tolemaica e di quella copernicana, rappresentati rispettivamente da Simplicio e da Salviati, a esprimere le proprie opinioni. L'espediente gli permise di ottenere l'imprimatur dell'Inquisizione e di pubblicare regolarmente il libro. Ciononostante, l'Inquisizione riprese ben presto le ostilità contro Galilei, accusato di non aver tenuto fede all'ammonizione ricevuta nel 1616. Egli vide quindi condannare le sue tesi e il suo libro come «esecrando e pernicioso per la Chiesa più delle scritture di Lutero e Calvino».
Invano Galileo cercò di difendere la propria posizione e di evitare la sentenza: fu costretto all'abiura delle proprie tesi e condannato alla prigione a vita, tramutata nell'isolamento perpetuo a Siena, presso l'abitazione dell'amico arcivescovo della città, e più tardi nella sua villa di Arcetri. In seguito, la condanna fu mitigata con il permesso di recarsi qualche volta a Firenze per ricevere visite, a volte da parte di illustri personaggi stranieri, come il filosofo Thomas Hobbes (1588-1679).
La morte della figlia Virginia, diventata suor Maria Celeste, nel 1634, il peggioramento del suo stato di salute e la cecità quasi completa resero molto difficile la sua vita negli ultimi anni. Non per questo egli rinunciò agli studi sulla resistenza dei materiali e sulla dinamica, che gli consentirono di pubblicare la sua opera maggiore, i Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze. Anche dopo il 1638, Galileo continuò a occuparsi attivamente dei problemi scientifici a lui cari, coadiuvato da Vincenzo Viviani (1622-1703) e, negli ultimi mesi, anche da Evangelista Torricelli (1608-1647). Si spense l'8 gennaio del 1642.
L'affermazione dei gesuiti segnò la fine dell'idea galileiana di convincere la Chiesa a riconoscere la libertà della scienza. Bisognerà attendere il 1757 perché la Congregazione dell'Indice abbandoni il decreto che vietava la pubblicazione di libri nei quali era sostenuto il moto terrestre. E si dovrà arrivare al 1979 perché papa Giovanni Paolo II ammetta una possibile revisione del caso Galileo Galilei.