伽利略·伽利莱
在伽利略自制望远镜之前，英国数学家、探险家托马斯·哈里奥特已经用“窥视镜”来观测月球了。根据他的报告，哈里奥特注意到在月亏处有“奇怪的斑点”，但是并不能解释现象的原因。由于接受了艺术熏陶和对明暗绘画法的了解，伽利略意识到这些光斑与阴影组合实际上是一些月球的地形结构。虽然伽利略不是第一个通过望远镜观测月球的人，但却是第一个将其解释为光在月球山与环形山所留下的阴影。在他的研究中，伽利略绘制了月球的地形图表，估测这些山峰的高度。月球由此不再是之前如亚里士多德所认为的半透明的、完美的球体，也不是但丁所描述的第一个“行星”，一个“永恒的珍珠，壮丽地直升入天堂般的苍穹”了。
木星的卫星
第一個聲稱觀測到木星衛星的人是中國天文學家甘德於公元前364年。但兩千年之後1609年由伽利略·伽利萊作出的發現才是被世界公認肯定的。1610年三月，他以一具30倍放大率望遠鏡觀測到了四顆大型伽利略衛星：木衛三、木衛四、木衛一和木衛二。直到1892年愛德華·愛默生·巴納德才發現木衛五。旅行者號於1979年到達木星的時候，已經有13顆衛星被發現。木衛十八於1975年發現，但由於缺乏觀測數據而丟失了，直到2000年才尋回。1979年，發現者號任務發現了3顆新的內圈衛星：木衛十六、木衛十五和木衛十四。