В обоих больших диалогах Галилея фигурируют одни и те же действующие лица: Филиппо Сальвиати, Джан Франческо Сагредо и Симпличио. Первые двое — личности реальные: это венецианские патриции, близкие знакомые Галилея. Симпличио (т. е. Простак) — персонаж вымышленный. Он воплощает в себе враждебное автору реакционно — церковное миропонимание. Место действия диалогов — Венеция. Беседы ведутся в торжественной обстановке аристократического палаццо Сагредо. Место действия мотивирует известную свободу дискуссии и оправдывает ее несколько приподнятый тон. В «Диалоге о двух главнейших системах мира» вопреки запрету инквизиции обсуждается правильность учения Коперника. С художественной точки зрения этот диалог — одно из самых ярких произведений итальянской прозы XVII в. В нем в ходе длительного спора между коперникианцем Сальвиати и сторонником системы Птолемея Симпличио хозяин дома, Сагредо (его образ построен так, что он должен порождать у читателя представление о непредубежденности, естественности и здравом смысле), убеждается в правоте Сальвиати и переходит на позиции осужденного церковью гелеоцентризма. Композиция диалога строга, а изложение мысли в нем отличается предельной ясностью. Однако это строгость и ясность не математической теоремы, а классицистской картины, по — геометрически рационалистической, но тем не менее обладающей определенной жизненной конкретностью. Галилей создает в «Диалоге» человеческие характеры, и это больше всего содействует превращению «Диалога» в подлинно художественное произведение.
Очень важным компонентом художественной системы Галилея был его итальянский язык — кристально ясный, величественный и вместе с тем сохраняющий живые формы и обороты, свойственные речи тосканской интеллигенции. Отказ от латыни как от языка научной прозы был связан с борьбой за новую, более демократическую культуру. Галилей стремился приобщить к рационалистическому миропониманию те слои итальянского общества, от которых сознательно отгораживалась современная ему академическая наука, пропитанная схоластикой и теологией.
Не менее отчетливо, чем в прозе, классицистическая позиция Галилея проявилась в его литературно — критических воззрениях. Эстетическая позиция Галилея во многом близка Высокому Ренессансу. Он всегда преклонялся перед «божественным Ариосто», восхищаясь гармонией стиха «Неистового Орландо», конструктивным совершенством композиции этой поэмы и психологической последовательностью в действиях ее героев. Это, впрочем, не мешало ему исправлять в «Орландо» целые стансы. Он оценивал Ариосто с эстетических позиций новой исторической эпохи. Как отмечал еще Л. Ольшки, поправки Галилея поразительно напоминают изменения, вносимые Малербом в стихотворения Филиппа Депорта, и обнаруживают «замечательное родство вкусов у нашего итальянского исследователя и названного французского писателя».