Zaobserwował także: fazy Wenus – dowodzące, że ta planeta obiega Słońce, a nie Ziemię; księżyce Jowisza – cztery największe, zwane galileuszowymi; pierścienie Saturna – choć nie zidentyfikował ich poprawnie; planetę Neptun – przed oficjalnym jej odkryciem 23 września 1846; Gwiazdę Keplera – dowodząc przez brak paralaksy, że nie jest to zjawisko atmosferyczneW. Shea, Galileo and the Supernova of 1604, adsabs.harvard.edu, 2005 [dostęp 2021-07-12].; fakt, że Droga Mleczna jest skupiskiem wielu gwiazd.
Teleskopowe powiększenie pozwoliło też Galileuszowi na nowe, ściślejsze oszacowania rozmiaru kątowego gwiazd stałych. Zaproponował również nową astronomiczną metodę w geodezji – sposób pomiaru długości geograficznej, wykorzystujący jako zegar odkryte przez niego księżyce Jowisza. Metoda ta przyczyniła się do udowodnienia przez Rømera, że światło ma skończoną prędkość, a także do pierwszego oszacowania tej wielkości przez Huygensa. Włoski uczony odrzucał poprawny model Keplera eliptycznych orbit planetarnych, nie zdobył pełnych dowodów heliocentryzmu, bronił go także błędnymi argumentami – jak własny, nieudany model pływów morskich – a pod naciskiem inkwizycji swój kopernikanizm odwołał.