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La prima scossa decisiva al sistema geocentrico tradizionale fu data dal polacco Copernico. Nato a Thorn nel 1473, studiò all'Università di Cracovia e poi a Bologna, a Padova e a Ferrara dove si addottorò in diritto canonico. Dopo un secondo soggiorno a Padova ritornò in patria e morì a Frauenburg nel 1543. La sua opera De rivolutionibus orbium celestibus (Le Rivoluzioni dei corpi celesti) vide la luce solo nel 1543, quando egli era ormai moribondo. Studioso di fisica celeste, Copernico riteneva che la dottrina tolemaica fosse antieconomica e quindi errata per il fatto stesso di essere troppo complessa. Cercando nei libri degli antichi delle soluzioni al geocentrismo Copernicò si imbattè nell'idea eliocentrica. Postosi su questa strada scoprì che già altri filosofi erano pervenuti alla convinzione eliocentrica. Fatta propria tale ipotesi egli si persuase della sua capacità di produrre una notevole semplificazione del calcolo matematico dei movimenti celesti. Dopo tanti secoli l'eliocentrismo grazie a Copernico tornava ad imporsi mettendo in crisi la secolare cosmologia aristotelica.
Secondo il sistema copernicano al centro dell'universo vi è il Sole attorno al quale ruotano tutti i pianeti; la Terra, prende posto tra questi e gira su se stessa originando attorno ad essa il moto apparente del Sole e degli altri pianeti; la Luna ruota attorno alla Terra e infine lontano dal Sole e dai pianeti ci sono le stelle fisse. Tuttavia questa nuova visione del cosmo, pur essendo rivoluzionaria non scalzava dalle fondamenta la vecchia immagine dell'universo, poiché Copernico concepiva ancora l'universo come sferico e chiuso dal cielo delle stelle fisse. Infatti secondo Copernico il sole si trova al centro dell'universo poiché solo da li può illuminare e riscaldare il cosmo in ugual misura e quindi svolgere il suo compito nel migliore dei modi.
A smorzare l'effetto della nuova dottrina contribuirono però alcuni fattori. Innanzitutto il teologo luterano Andreas Osiander, che premise al lavoro di Copernico una prefazione anonima dal titolo Al lettore sulle ipotesi di quest'opera. In essa Osiander sosteneva la natura puramente ipotetica e matematica della nuova dottrina astronomica, affermando che essa era un puro strumento di calcolo atto a salvare le apparenze e i fenomeni senza alcuna pretesa di rispecchiare la realtà autentica del mondo. In secondo luogo la teoria copernicana stentò ad affermarsi perché nei confronti di quella tolemaica a volte risultava matematicamente più complessa e incapace di spiegare alcuni movimenti celesti.
