1. De fasen van Venus: Galileo merkte op dat Venus door fasen ging, net als de maan, van halve maan tot vol en weer terug. Dit was een grote klap voor het heersende geocentrische model van het universum, dat oordeelde dat alle hemelse lichamen rond de aarde draaiden. De fasen van Venus konden alleen worden uitgelegd als Venus de zon baande, zoals Copernicus had voorgesteld.

2. De manen van Jupiter: Galileo ontdekte vier manen in een baan om Jupiter, die hij de "Medische Stars" noemde ter ere van zijn beschermheer, Cosimo de 'Medici. Deze ontdekking daagde het geocentrische model verder uit, omdat het aantoonde dat niet alles rond de aarde draaide. Het suggereerde ook dat andere planeten, zoals Jupiter, misschien hun eigen satellietsystemen hebben.

3. De Melkweg bestaat uit sterren: Door zijn telescoop kon Galileo zien dat de Melkweg, die verschijnt als een wazige band aan de nachtelijke hemel, eigenlijk bestaat uit talloze individuele sterren. Deze ontdekking daagde de heersende opvatting uit dat de Melkweg een vage wolk was.

Deze ontdekkingen, samen met zijn andere observaties en geschriften, hielpen het heliocentrische model van het zonnestelsel te verstevigen en brachten een revolutie teweeg in ons begrip van het universum.