Il a publié son modèle héliocentrique du système solaire en 1543 dans son livre "De Revolutionibus Orbium Coelestium" (sur les révolutions des sphères célestes). Bien que son modèle n'ait pas été parfait puis affiné par d'autres, il s'agissait d'un écart significatif du modèle géocentrique dominant de ptolémée, qui a placé la Terre au centre de l'univers.