人們時常可見日出東方、日落西山的自然景觀，久而久之，在古人的眼中，太陽被看成了圍繞地球而旋轉的天體，而地球則成了宇宙的中心。這種陳腐的觀念直到16世紀才被一位波蘭天文學家所打破，他就是近代天文學革命的旗手哥白尼。
哥白尼1473年2月19日生於波蘭東部的托倫。他的父親是一位曾經當過市長的商人，母親是一位富商的女兒。在他10歲時，父親染上瘟疫死亡。全家由舅父接濟。哥白尼在文化名城沃茨瓦維克讀了中學，1491年哥白尼進入克拉科夫雅蓋隆大學，在天文學家勃魯澤夫斯基的指導下研讀天文學和數學。
1496年，為了進一步深造，哥白尼前往歐洲文藝復興的中心意大利留學，先後就讀於波倫亞大學、帕多瓦大學和法拉臘大學，繼續鑽研數學、天文學、醫學和法學。他有幸結識了文藝復興的傑出人物達·芬奇，並且拜敢於向舊觀念挑戰的學者諾瓦拉為師。正是在諾瓦拉的影響下，他開始對地心說產生了懷疑。
1506年哥白尼回到波蘭，一面在裡茲堡從醫，一面從事天文學的研究。1512年舅舅去世，哥白尼移居弗洛恩堡，在大教堂任僧正。哥白尼從護衛大教堂的城牆上選一座箭樓做宿舍，並選擇頂上一層有門通向城上的平台作為天文台。他自製了各種儀器，在上面孜孜不倦地從事天文觀測和研究，時間長達30多年。這地方後來被稱為「哥白尼塔」，自17世紀以來被人們作為天文學的聖地保存下來。
1510年，哥白尼寫成《淺說》初稿。在這本書中，他毫不含糊地指出：太陽是宇宙的中心體，地球和行星都圍繞著太陽運動，只有月亮才真正圍繞地球旋轉。1530年，他終於圓滿地完成了日心說的建立工作。
由於托勒密的地心說在當時已經成為維持教會統治的神學理論基礎，哥白尼深知發表日心說的後果，他這樣寫道：「我清楚地知道，一旦他們弄清楚我在論證天體運行的時候認為地球是運動的，就會竭力主張我必須為此受到宗教裁判……」；「他們就會大叫大嚷，當即把我轟下台」。因此，哥白尼遲遲不願意發表他的著作《天體運行論》。直到1539年春天，在德國青年學者雷迪卡斯和其他幾個朋友的敦促下，哥白尼才同意發表。1541年秋天，雷迪卡斯把修改稿帶到紐倫堡，請路德派的一位神學家奧幸德匿名撰寫一篇前言，宣稱「這部書不可能是一種科學的事實，而是一種富於戲劇性的幻想」。在這樣的情況下，才於1543年3月出版，這本書從寫成初稿到出版，前後竟擱置了近「4個9年」。1543年5月的一天，已經雙目失明的哥白尼撫摸著剛剛出版的《天體運行論》說：「我終於推動了地球。」7月26日，哥白尼逝世。
《天體運行論》共分六卷。第一卷是宇宙論，論述了日心說的基本思想；第二卷全是數學公式，以三角學論證了天體運行的基本規律；第三卷用數學描述地球的運動；第四、五、六卷討論了月亮和其他行星的運行規律。
《天體運行論》出版後很少引起人們的注意。一般人不能瞭解，而許多天文工作者只把它當作編算行星星表的一種方法。《天體運行論》在出版後70年間，雖然遭到馬丁·路德的斥責，但未引起羅馬教廷的注意。後因布魯諾和伽利略公開宣傳日心地動說，危及教會的思想統治，羅馬教廷才開始對這些科學家加以迫害，並於公元1616年把《天體運行論》列為禁書。然而經過開普勒、伽利略、牛頓等人的工作，哥白尼的學說不斷被證明和發展。恆星光行差、視差的發現，使地球繞太陽轉動的學說得到了令人信服的證明。