哥白尼出生於波蘭的富商家庭,他10歲喪父,由舅父瓦茲洛德大主教撫養,受到了良好的教育。他少年時代就對天文學有濃厚興趣,中學時,在老師指導下,製造了一具按照日影確定時刻的日晷。 1491年,哥白尼以優異成績考入克拉科夫大學,學校的人文主義者、數學家和天文學家布魯楚斯基對他影響很大,哥白尼經常向這位學者請教天文學和數學方面的問題,也學會了用天文儀器觀測天象。
大學畢業後,哥白尼在舅父的資助下前往義大利。 1497~1500年,他在博洛尼亞大學讀書,除教會法規外,還同時研究多種學科。
尤其是數學和天文學,並與該校的天文學教授、意大利文藝復興運動領導人之一的諾法拉交往甚密,他們時常一起觀測宇宙,記錄數據,研討前人有關天文學的著作。哥白尼了解到,早在公元前3世紀,古希臘天文學家阿里斯塔恰斯就曾提岀過地球繞太陽運行的概念,並首先測定了太陽和月亮對地球距離的近似比值,但後來遭到宗教勢力的反對。為了直接閱讀這類著作,哥白尼學會了希臘文。天文測量的實踐和對前人所著述的鑽研,使他對地球中心說產生了懷疑。地球中心說是古希臘晢學家亞里斯多德提出來的,2世紀,羅馬天文學家托勒密又加以推論論證,使它進一步系統化了。地心說認為地球靜止不動地居於宇宙中心,日月星辰都圍繞地球運轉,這一學說被基督教會奉為真理,成為神權統治的重要理論基礎。
1506年,哥白尼回到祖國,在弗羅恩堡大教堂擔任教士。這使他有了一定的社會地位和物質保障,得以繼續從事天文學和科學實驗活動。為了研究方便,他特意選擇了教堂圍牆上的箭樓做宿舍兼工作室,他在裡面設置了一個小小的天文台,用自製的簡陋儀器,開始了年長達30年的天體觀測。正是在這裡,他寫下了震驚世界的巨著《天體運行論》,而其中選用的27個觀測事例,有25個是他在這個箭樓上觀測記錄的。 《天體運行論》共有6卷,在書中,哥白尼大膽地提出:太陽是宇宙的中心,所有行星都圍繞太陽運轉;地球不是宇宙的中心,而是繞太陽運轉的一顆普通行星。 」「人們每天看到的太陽由東向西運行,是因為地球每晝夜自轉一周的緣故,而不是太陽在移動。 」「天上的星體不斷移動,是因為地球本身在轉動,而不是星體圍繞著靜止的地球轉動。 」「火星、木星等行星在天空中有時順行,有時逆行,是因為它們各依自己的軌道繞太陽轉動,而不是因為它們行蹤詭秘。 」「月亮是地球的衛星,一個月繞地球一週。 」
哥白尼的太陽中心說,科學地闡明了天體運行的現象,推翻了長期以來居於統治地位的地球中心說,從根本上否定了基督教關於上帝創造一切的謬論。儘管他的學說仍然堅持宇宙中心和宇宙有限論,但卻把天文學從宗教神學的束縛中解放出來,實現了天文學的根本變革,在近代科學的發展上具有劃時代的意義
然而,這本偉大著作的面世確是相當曲折的。哥白尼深深了解自己學說的顛覆性影響,懾於教會的強大力量,他遲遲沒有將書稿送去付印出版。直到他病重時,才由唯一的弟子雷提卡斯將書稿送至德意志的紐倫堡出版。 1543年5月24日,70歲的哥白尼終於收到了《天體運行論》的樣書,那時他的眼睛已經失明,據說他只用手摸了摸樣書的封面,就與世長辭了。 《天體運行論》岀版後,果然遭到了羅馬教廷的激烈反對,被列為禁書,就連宗教改革家馬丁·路德也辱罵哥白尼是個傻子,居然想推翻《聖經》的權威論證。直到300多年以後的1882年,羅馬教宗才最終承認了哥白尼學說是正確的。
哥白尼不僅是一位偉大的天文學家,他還在眾多方面取得了突出成績。他精通拉丁文和希臘文,對古希臘羅馬的文學頗有研究;他繪製過埃爾門蘭德地區的地圖,設計過埃爾門蘭德各城市的自來水系統;他的醫術大名遠揚,連教區外的人也常來請他治病;他甚至寫過本《貨幣的一般理論》的經濟學著作,主張實行貨幣改革,限制貨幣發行量,以抑制因為貨幣貶值而給國內市市場帶來的混亂。