As observações de Galileu que apoiaram o sistema heliocêntrico eram:

* Fases de Vênus: Ele observou que Vênus passa por fases, assim como a lua. Isso só é possível se Vênus orbita o sol, não a terra. No modelo geocêntrico, Vênus sempre seria visto em forma crescente.
* luas de Júpiter: Ele descobriu quatro luas orbitando Júpiter. Isso provou que nem tudo girava em torno da Terra, que foi um grande desafio para o modelo geocêntrico.
* manchas solares: Ele observou manchas solares, que demonstrou que o sol não era perfeito e imutável, como acreditava o modelo geocêntrico.

Essas observações, juntamente com suas observações telescópicas da Via Láctea e da superfície da Lua, contribuíram significativamente para a crescente aceitação do modelo heliocêntrico.