1610年伽利略透过望远镜观察木星，发现三颗排列在木星两侧的明亮星体，起初认为它们只是偶然排列。第二晚，伽利略再次观测木星，那三颗星位置有变。两日后，他看到了第四颗星。连续几晚观测木星后，伽利略意识到光点是木星的卫星，从而推论出并非所有天体都围绕地球运行。为纪念伽利略的发现，这四颗卫星被称为「伽利略卫星」。

伽利略设计及制造了数支望远镜，幸存于世的其中两台，收藏于意大利佛罗伦斯伽利略博物馆内。太空馆展览展出由该博物馆借出，其中一台伽利略望远镜的仿制品。望远镜属折射式望远镜，镜筒长约95厘米，覆盖着带有黄金印花图案的红色皮革。仿制品由 Jim & Rhoda Morris 于2008年根据伽利略望远镜原物（库存编号 2428）制造。

展览连系元祖级伽利略望远镜和最先进的詹姆斯．韦布太空望远镜，浓缩400多年来的探索宇宙之路。