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Es autor del tratado astronómico conocido como Almagesto. Se preservó, como todos los tratados griegos clásicos de ciencia, en manuscritos árabes y sólo está disponible en la traducción en latín.
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Demostró la aparición de una nueva estrella ( de las que ahora llamamos novas).
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Observó una supernova en nuestra propia Galaxia, la Vía Láctea, a la que más tarde se le llamaría la estrella de Kepler.
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Fundamentalmente conocido por sus leyes sobre el movimiento de los planetas sobre su órbita alrededor del sol .
Primera Ley (1609): Todos los planetas se desplazan alrededor del Sol describiendo órbitas elípticas, estando el Sol situado en uno de los focos.
Segunda Ley (1609): El radio vector que une un planeta y el Sol barre áreas iguales en tiempos iguales.
Tercera Ley (1618): El cuadrado de los períodos de la orbita de los planetas es proporcional al cubo de la distancia promedio al Sol. -
Perfeccionó el telescopio y observó los satélites de Júpiter, el anillo de Saturno, las montañas de la Luna y la constitución de la Vía Láctea.
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Construyó un observatorio en su propia residencia, el cual llegó a incluir un telescopio abierto de 150 pies (45.72 m) de longitud focal construido por él mismo.
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Este astrónomo polaco llevó a cabo observaciones de las manchas solares, dedicó cuatro años a cartografiar la superficie de la Luna y descubrió la libración lunar, publicando sus hallazgos en Selenographia, un trabajo que le ha valido el título de fundador de la topografía lunar. Igualmente, descubrió cuatro cometas, y sugirió que los mismos viajaban en órbitas parabólicas alrededor del Sol.
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Con un telescopio creado por él mismo, observó que en torno al planeta Saturno existía un anillo y la existencia de un satélite, Titán.
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Estudió la Nebulosa de Orión (conocida también como M42), descubriendo que en su interior existían estrellas diminutas.
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Fue el fundador del Observatorio de Greenwich.
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Descubrió la división de los anillos de Saturno que lleva su nombre.
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Estudió la velocidad de la luz a partir de los eclipses de los satélites de Júpiter.
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Él explica que todo objeto en el universo que posea masa ejerce una atracción gravitatoria sobre cualquier otro objeto con masa, aún si están separados por una gran distancia. Según explica esta ley, cuanta más masa posean los objetos, mayor será la fuerza de atracción, y además, cuanto más cerca se encuentren entre sí, mayor será esa fuerza también, según una ley de la inversa del cuadrado.
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Se le debe también la invención de un ingenioso micrómetro, de uso muy común hacia finales del siglo XVII en la observación de los eclipses. Con este micrómetro se podía aumentar o disminuir la imagen del Sol o de la Luna hasta estuvieran entre dos hilos situados cerca del ocular.
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Observó un objeto no registrado que a primera vista parecía un cometa: estudiándolo con todo cuidado pronto consiguió determinar que en realidad se trataba de un nuevo planeta, Urano.
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Descubrió a Titania y Oberón, dos lunas de Urano.
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Descubrió la Nebulosa Esquimal en la constelación de Géminis.
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Descubrió 14 asteroides.
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Descubrió el enano planeta Plutón.
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Propuso la idea que el universo se originó en la explosión de un átomo primigenio o huevo cósmico o hylem. Dicha explosión ahora se llama el Big Bang.
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Aristóteles sostuvo un sistema geocéntrico, en el cual la Tierra se encontraba inmóvil en el centro mientras a su alrededor giraba el Sol con otros planetas.
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Él es la primera persona, que se conozca, que propone el modelo heliocéntrico del Sistema Solar, colocando el Sol, y no la Tierra, en el centro del universo conocido.
