Durante os quase três anos em que esteve dominado pela febre da observação astronômica, Galileu verificou que:
Em vez de ser uma mancha esbranquiçada no firmamento, a Via Láctea era formada por "incontável multidão de estrelas amontoadas";
O número de "estrelas fixas" superava "mais de dez vezes as conhecidas anteriormente";
A superfície da Lua não era "perfeitamente lisa, livre de desigualdades, nem exatamente esférica", mas, "tal qual a superfície da própria Terra, diversa por toda parte, com montanhas elevadas e vales profundos";
Júpiter era circundado por quatro luas, "nunca vistas desde o começo do mundo";
As estrelas não tinham contornos definidos e circulares. Eram como chamas, que "brilham, vibram, cintilam". Ao passo que os planetas se apresentavam "sob a forma de pequenos globos redondos, uniformemente iluminados";
Vênus mostrava fases como as da Lua;
Saturno exibia uma protuberância na altura do equador, que ele atribuiu a duas pequenas luas opostas, bem próximas da superfície do planeta (tratava-se, na verdade, dos anéis, identificados pouco mais de 50 anos depois pelo matemático, físico e astrônomo holandês Christiaan Huygens);
As manchas solares eram "exalações" da própria superfície do Sol.