Родился будущий ученый 15 февраля 1564 г. в городе Пизе. Его отец, Винченцо, принадлежащий к знатному флорентийскому роду, был отличным музыкантом и теоретиком музыки. Но искусство не давало средств к существованию, и, чтобы содержать семерых детей, он был вынужден прирабатывать торговлей сукном. Все свои надежды и чаяния Винченцо связывал со старшим сыном Галилео, которого мечтал видеть преуспевающим врачом. Он полагал, что профессия эта не только почетна, но и прибыльна и может гарантировать сыну обеспеченное будущее. До одиннадцати лет Галилей жил в Пизе, где учился в школе, а затем вместе с семьей переехал во Флоренцию. Здесь он продолжил образование в монастыре бенедиктинцев, после чего стал учиться дома под присмотром отца. Галилео много занимался языками, выучился игре на лютне, научился ценить и понимать живопись и поэзию. Одаренность Галилея не ограничивалась лишь областью науки: он был превосходным музыкантом, художником, любителем искусств и блестящим литератором. Его научные трактаты, большая часть которых написана на итальянском языке, хотя он в совершенстве владел латынью, могут быть отнесены также и к художественным произведениям по простоте и ясности изложения и блеску литературного стиля.
В 1581 г. 17-летний Галилео Галилей по настоянию отца поступил в Пизанский университет, чтобы посвятить себя изучению медицины. Однако эта наука совершенно не увлекала юношу. Галилео стал пропускать лекции, предпочитая самостоятельно заниматься геометрией и практической механикой. В это время он впервые познакомился с физикой Аристотеля, с работами древних математиков — Евклида и Архимеда. Галилей был счастлив: в их сочинениях он нашел тот метод постижения мира, который был ему ближе всего. Физика должна говорить на языке математики! В основу изучения мира должно быть положено не толкование текстов, а на измерения, опыты.