Galileo Galilei dilahirkan di Pisa, Italia pada tanggal 15 Februari 1564 dari pasangan Vincenzo Galilei dan Guilia Ammannati. Dia adalah anak pertama dari tujuh bersaudara. Ayahnya adalah seorang musisi dan ilmuwan yang berasal dari keluarga bangsawan.
Masa kecil Galileo dihabiskan dengan belajar di rumah di bawah bimbingan ayahnya. Baru ketika usianya menginjak 11 tahun ia dikirim ke Benedictine Monastery of Santa Maria di Vallombrosa, sebuah sekolah khusus buat anak-anak para bangsawan. Di sana Galileo belajar tentang banyak hal, antara lain bahasa Latin, Yunani, agama dan musik. Sejak masa kanak-kanak Galileo adalah orang yang tidak mudah menerima kenyataan tanpa bukti.