Le ricerche di Galileo segnano una tappa fondamentale del processo che porta all'affermazione della moderna concezione del movimento. Lo scienziato pisano stabilì per primo le leggi che regolano, nei moti naturali, i rapporti tra distanze percorse e tempi impiegati, affermando la proporzionalità diretta tra accelerazione e tempo. Egli stabilì anche le leggi dei moti pendolari, partendo, come riferisce la leggenda, dalla casuale osservazione delle oscillazioni di una lucerna nel Duomo di Pisa. Nel Dialogo, egli inserì inoltre riflessioni particolarmente acute sulla relatività del movimento. Infine, nei Discorsi e dimostrazioni, dimostrò che i proietti si muovono lungo una traiettoria parabolica. Galileo seppe integrare efficacemente i ragionamenti matematici con le evidenze offerte da sistematiche osservazioni dei moti pendolari e delle discese lungo piani inclinati, nonché da ingegnosi esperimenti, come quello – probabilmente leggendario – delle sfere di diversi materiali lasciate cadere dalla Torre di Pisa.