《伽利略的苦恼》是日本作家东野圭吾的短篇推理小说集，也是「伽利略系列」的第四本小说。在2008年6月于文艺春秋和《圣女的救赎》同时发行单行本，2011年10月发行了文春文库版。之后陆续有不同语言翻译的版本。本作收录许多和汤川相关的案件。系列前作嫌疑犯X的献身中，汤川与草薙立场相左，因而不再合作。电视剧原创女主角“内海薰”在《伽利略的苦恼》首章第一次由东野圭吾执笔登场，成为警方与汤川的接触窗口。人物个性由东野圭吾重新描绘，与电视剧剧版的内海予人的观感非全然相同。本作与同系列前作侦探伽利略及预知梦相比，