Hän huomasi että kappaleen paino ei vaikuta putoamisnopeuteen. Aristoteleen opin mukaan kappale putoaa sitä nopeammin mitä enemmän se painaa
hän myös määritti oikean matemaattisen lain kiihtyvyydelle
Galilein inertiaperiaatteen mukaan ’’tasaisella tasolla liikkuva kappale jatkaa samaan suuntaan tasaisella nopeudella, ellei sitä häiritä.
Galileo havaitsi, että heilurin heilahdusaika ei riipu heilahduksen laajuudesta.
Galilei oli yksi ensimmäisistä, joka ymmärsi äänen taajuuden. Kun hän raapi taltalla eri nopeuksilla, hän havaitsi yhteyden äänenkorkeuden ja raapimisen nopeuden (taajuuden) välillä.
Matematiikka
Galilein matematiikan soveltaminen kokeelliseen fysiikkaan oli innovatiivista, mutta hänen matemaattiset metodinsa olivat aikansa mukaiset. Analyysi ja todistukset perustuivat enimmäkseen, Eudoksoksen suhteiden teoriaan.
Galileo teki yhden pienen, mutta profeetallisen matemaattisen tuotoksen, Galilein paradoksin. Se sanoo, että on olemassa yhtä monta täydellistä neliötä kuin on kokonaislukuja, vaikka kaikki kokonaisluvut eivät ole neliöitä. Paradoksin ratkaisi 250 vuotta myöhemmin Georg cantor