哥白尼經過長期的天文觀測和研究，創立了更為科學的宇宙結構體系——日心說，從此否定了在西方統治達壹千多年的地心說。日心說經歷了艱苦的鬥爭後，才為人們所接受，這是天文學上壹次偉大的革命，不僅引起了人類宇宙觀的重大革新，而且從根本上動搖了歐洲中世紀宗教神學的理論支柱。“從此自然科學便開始從神學中解放出來”，“科學的發展從此便大踏步前進”（恩格斯《自然辯證法》）。
哥白尼著有闡述日心說的《天體運行論》（1543年出版），由於受到時代的局限，在日心說中保留了所謂“完美的”圓形軌道等論點。其後開普勒建立行星運動三定律，牛頓發現萬有引力定律，以及行星光行差、視差相繼發現，日心說遂建立在更加穩固的科學基礎上。