Le procès de Galilée, spécialement pour son ouvrage Dialogue sur les deux grands systèmes du monde (1633), a eu des retombées considérables sur la méthode scientifique, tant la méthode expérimentale que théorique, mais aussi indirectement sur la philosophie et d'autres domaines de la pensée. En philosophie, on vit ainsi apparaître des courants de pensée rationalistes (Descartes), et empiriques (voir Francis Bacon, mais aussi Robert Boyle).
La théorie de l'héliocentrisme, souleva d'abord des questions sur l'aristotélisme (Terre fixe au centre de l'univers), et sur la métaphysique, qui entraînèrent des réactions des scientifiques :
Le pape Benoît XIV autorisa les ouvrages sur l'héliocentrisme dans la première moitié du XVIIIe siècle, et ceci en deux temps :
Les protestants travaillèrent sur l'Ancien Testament, tandis que les catholiques s'attelèrent au Nouveau Testament. Dix-neuf traductions de la Bible en français parurent au XIXe siècle et à la fin du siècle, le pape Léon XIII indiqua les règles à adopter pour les études bibliques(encyclique Providentissimus Deus de 1893). .
Avant cela, en 1820, l'Europe se relevant à peine du choc causé par la révolution Française et l'Empire Napoléonien, le chanoine Settele s'apprête à publier ses éléments d'optique et d'astronomie, et se voit opposer un refus d'imprimer. C'est la dernière manifestation de l'interdiction des écrits coperniciens. L'auteur injustement censuré s'adresse au pape Pie VII, dont il reçoit dès 1822 une sentence favorable.
Les papes modernes ont rendu hommage au grand savant qu'était Galilée. L'Église catholique a reconnu lors du Concile Vatican II que les interventions de certains chrétiens dans l'Histoire dans le domaine scientifique étaient indues, en mentionnant Galilée.
De nouvelles traductions de la Bible sont apparues dans la deuxième moitié du XXe siècle, tenant compte des études bibliques (exégèse et herméneutique) lancées par les papes Léon XIII et Pie XII (qui ne s'est pas offusqué de la théorie du Big Bang, voir Pie XII et le Big Bang).
En 1979 et en 1981, le pape Jean-Paul II, récemment élu, chargea une commission d'étudier la controverse ptoléméo-copernicienne des XVIe-XVIIe siècle. Jean-Paul II considéra qu'il ne s'agissait pas d'une réhabilitation, le tribunal qui a condamné Galilée n'existant plus. Celle-ci est d'ailleurs implicite après les autorisations données par Benoît XIV en 1741 et en 1757.
Le 31 octobre 1992, Jean-Paul II rendit une nouvelle fois hommage au savant lors de son discours aux participants à la session plénière de l'Académie pontificale des sciences. Il a reconnu clairement les erreurs de certains théologiens du XVIIe siècle dans l'affaire :
« Ainsi la science nouvelle, avec ses méthodes et la liberté de recherche qu'elle suppose, obligeait les théologiens à s'interroger sur leurs propres critères d'interprétation de l'Écriture. La plupart n'ont pas su le faire. »
« Paradoxalement, Galilée, croyant sincère, s'est montré plus perspicace sur ce point que ses adversaires théologiens. « Si l'écriture ne peut errer, écrit-il à Benedetto Castelli, certains de ses interprètes et commentateurs le peuvent, et de plusieurs façons ». On connaît aussi sa lettre à Christine de Lorraine (1615) qui est comme un petit traité d'herméneutique biblique. »
En octobre 2005, le livre du cardinal Paul Poupard sur l'affaire Galilée est publié.
En janvier 2008, une controverse éclate entre 67 professeurs de l'Université de Rome « La Sapienza » soutenus par des étudiants et le pape Benoît XVI, au point que ce dernier doit renoncer à participer à la cérémonie d'inauguration de l'année universitaire à laquelle il avait été convié. Ces professeurs reprochent au pape sa position sur l'affaire Galilée telle qu'elle était apparue dans un discours prononcé par lui à Parme en 1990, dans lequel il s'appuie sur l'interprétation du philosophe des sciences Paul Feyerabend jugeant la position de l'Église d'alors plus rationnelle que celle de Galilée. Une manifestation en soutien du pape réunit 100 000 fidèles sur la place Saint-Pierre le 20 janvier 2008.
Le 15 février 2009, soit 445 ans jour pour jour après la naissance de Galilée, le président du Conseil pontifical pour la culture célèbre une messe en l'honneur de Galilée en la basilique Sainte-Marie-des-Anges-et-des-Martyrs.
L'année 2009 a été déclarée « Année Mondiale de l'Astronomie » (AMA09 ou IYA09 en anglais) par l'UNESCO, l'organisme des Nations Unies pour l'Education, les Sciences et la Culture. Elle coincide avec le 400e anniversaire des premières observations faites avec une lunette astronomique, par Galilée (1564-1642), et ses premières découvertes sur les montagnes lunaires, les taches solaires, les phases de Vénus, les satellites de Jupiter (1609).