1564年2月15日，伽利略降生在意大利西部海岸的比薩城，其父親是壹位音樂家。雖然家族此時已沒落了，但仍然可以說是出身名門。伽利略從父親身上遺傳了壹頭火紅的頭發以及獨立和孤傲的性格。
10歲時，伽利略被送到瓦洛姆布洛薩修道院，接受古典教育。從小喜歡機械和數學的他卻很快適應了這種清凈的生活，這也壹度讓父母擔憂他成為終生僧侶。於是，在他14歲時，父親將他接回了家。17歲時，雖遵父命入比薩大學學醫，但孤傲的伽利略不顧教授們反對，獨自鉆研古籍、進行實驗。