Med teleskopet kunne Galilei observere solflekker, fjell, kratre og daler på månen, Venus i ulike faser (jf. månens faser), fire av Jupiters måner, og noe som lignet ører rundt Saturn. Observasjonene motsa Aristoteles' verdensbilde, som skilte mellom en uforanderlig og fullkommen verden fra månens bane og utover, og en foranderlig og ufullkommen verden under månens bane. Fjell og kratre på månen viste både at den ikke utgjør en perfekt sirkel, og at den kunne være laget av samme materiale som jorden. Jupiters måner sannsynliggjorde at også jorden kan kretse rundt solen selv om den har en måne. Solflekkene beveget seg og viste at solen ikke er uforanderlig.