De revolutionibus orbium coelestium (Des révolutions des sphères célestes), écrit par l'astronome polonais Nicolas Copernic (1473–1543) et paru juste avant sa mort, plaça le Soleil au centre de l'univers et affirma que la Terre se déplaçait dans les cieux comme l'une des planètes. Copernic, qui reconnut la nature controversée de son idée, attendit plus de 30 ans pour publier son livre. De Revolutionibus débute par un bref argument en faveur de la théorie héliocentrique de l'univers, et se poursuit par de nombreuses démonstrations mathématiques et des tableaux astronomiques. Copernic ne chercha pas à dénigrer l'opinion répandue des astronomes et des penseurs religieux. Il voulut plutôt mettre au jour un ordre plus élégant de l'univers. Si ses idées étaient révolutionnaires, elles reposaient sur un raisonnement existant. Les philosophes et les astronomes s'interrogeaient depuis longtemps sur le mouvement de Mercure et de Vénus. Platon et Eudoxe notèrent que ces planètes ne s'éloignaient jamais beaucoup du Soleil, presque comme si elles y étaient attachées, car elles se trouvaient uniquement légèrement au–delà du Soleil ou à peine derrière lui. Au Ve siècle, Martianus Capella avaient déclaré que Mercure et Vénus orbitaient autour du Soleil, qui lui–même tournait autour de la Terre. Aristarque de Samos avait proposé un système héliocentrique et, avant lui, les pythagoriciens soutinrent que le Soleil était le « feu central ». Bien qu'elles ne fissent pas partie du courant dominant, ces idées inspirèrent Copernic. Si celui–ci révolutionna l'astronomie, sa conception du système solaire différait fondamentalement de celle de la science actuelle. Son modèle supposait encore un mouvement parfaitement circulaire des cieux. Cela signifiait qu'il devait utiliser, à l'instar de Ptolémée, des cercles sur des cercles, ou épicycles, pour expliquer le mouvement des planètes. Les cercles de Copernic étaient beaucoup plus petits que ceux du système ptolémaïque, mais il devait toujours y avoir recours pour que son modèle fonctionne. Des astronomes ultérieurs, notamment Johannes Kepler (1571–1630), Galilée (1564–1642) et Isaac Newton (1642–1727), s'appuyèrent sur les travaux de Copernic pour permettre à l'humanité de mieux comprendre le système solaire.