มีงานเขียนเกี่ยวกับผลงานหลายชิ้นของกาลิเลโอที่ปัจจุบันเรียกได้ว่าเป็น "เทคโนโลยี" ซึ่งแตกต่างไปจากวิทยาศาสตร์บริสุทธิ์หรือศาสตร์อื่น ๆ แนวคิดนี้แตกต่างจากแนวคิดของอริสโตเติลที่มองผลงานฟิสิกส์ของกาลิเลโอทั้งหมดเป็น Techne หรือ ความรู้ที่มีประโยชน์ ซึ่งตรงข้ามกับ Episteme หรือปรัชญศาสตร์ที่ศึกษาถึงสาเหตุการเกิดสิ่งต่าง ๆ

ราวปี ค.ศ. 1593 กาลิเลโอได้สร้างเทอร์โมมิเตอร์ขึ้นโดยอาศัยการขยายและหดตัวของอากาศในท่อเพื่อขับให้น้ำเคลื่อนที่ไปในท่อขนาดเล็กที่ต่อกันไว้ ระหว่างปี ค.ศ. 1595-1598 กาลิเลโอได้ประดิษฐ์และพัฒนาเข็มทิศภูมิศาสตร์และเข็มทิศสำหรับการทหารขึ้นซึ่งเหมาะสำหรับใช้ในการเล็งปืนและสำหรับการสำรวจ การประดิษฐ์นี้พัฒนาขึ้นจากเครื่องมือวัดดั้งเดิมของ นิคโคโล ทาร์ทาเกลีย (Niccolò Tartaglia) และ กุยโดบัลโด เดล มอนเต (Guidobaldo del Monte) เข็มทิศที่ใช้กับปืนช่วยให้สามารถเล็งทิศทางได้แม่นยำและปลอดภัยยิ่งขึ้น โดยสามารถคำนวณปริมาณดินปืนสำหรับระเบิดที่มีวัสดุและขนาดแตกต่างกัน ส่วนเครื่องมืดวัดในทางภูมิศาสตร์ช่วยในการคำนวณงานก่อสร้างพื้นที่หลายเหลี่ยมแบบใดก็ได้รวมถึงพื้นที่เสี้ยวของวงกลม

ปี ค.ศ. 1609 กาลิเลโอเป็นคนเริ่มใช้กล้องโทรทรรศน์หักเหแสงกลุ่มแรก ๆ ในยุคนั้น โดยใช้ในการสังเกตการณ์ดวงดาว ดาวเคราะห์ต่าง ๆ และดวงจันทร์ คำว่า กล้องโทรทรรศน์ (telescope) บัญญัติขึ้นโดยนักคณิตศาสตร์ชาวกรีกชื่อ จิโอวันนิ เดอมิซิอานิ[35] ในระหว่างงานเลี้ยงคราวหนึ่งในปี ค.ศ. 1611 โดยเจ้าชายเฟเดอริโก เซซี ผู้พยายามเชิญกาลิเลโอมาเป็นสมาชิกใน Accademia dei Lincei ของพระองค์[36] คำนี้มีที่มาจากคำในภาษากรีกว่า tele = 'ไกล' และ skopein = 'มองเห็น' ในปี ค.ศ. 1610 เขาได้ใช้กล้องโทรทรรศน์นี้ส่องดูเพื่อให้เห็นภาพขยายชิ้นส่วนของแมลง[37] ต่อมาในปี ค.ศ. 1624 เขาจึงได้คิดค้นการสร้างกล้องจุลทรรศน์ได้สำเร็จ5 กาลิเลโอมอบสิ่งประดิษฐ์เหล่านี้จำนวนหนึ่งให้แก่คาร์ดินัล โซลเลิร์น ในเดือนพฤษภาคมปีเดียวกันนั้นเพื่อนำไปแสดงแก่ดยุคแห่งบาวาเรีย[38] ต่อมาในเดือนกันยายนเขาได้นำสิ่งประดิษฐ์อีกชิ้นไปแสดงแก่เจ้าชาย Cesi[39] ซึ่งสมาคม Accademia dei Lincei ได้เป็นผู้ตั้งชื่อ กล้องจุลทรรศน์ (microscope) อีกครั้งใน 1 ปีต่อมาโดยสมาชิกคนหนึ่งคือ จิโอวันนิ เฟแบร์ ซึ่งมาจากคำในภาษากรีกว่า μικρόν (micron) หมายถึง 'เล็ก' และ σκοπεῖν (skopein) หมายถึง 'มองเห็น' โดยตั้งให้พ้องกันกับคำว่า "telescope" ที่เคยตั้งไปก่อนหน้านี้[40][41]

ในปี ค.ศ. 1612 หลังจากได้ประกาศวงโคจรของดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดี กาลิเลโอเสนอว่าความรู้ที่แน่ชัดเกี่ยวกับวงโคจรและตำแหน่งของดวงดาวเหล่านี้ที่มากเพียงพอจะสามารถสร้างนาฬิกาสากลขึ้นได้ อันจะทำให้สามารถระบุตำแหน่งลองจิจูดของผู้สังเกตบนพื้นโลกได้ เขาได้ทำงานวิจัยประเด็นปัญหาเหล่านี้อยู่เรื่อย ๆ ตลอดช่วงชีวิตที่เหลือ แต่ยังไม่ปรากฏความเป็นไปได้ให้เห็นชัดเจนนัก กระบวนวิธีการตามแนวคิดนี้สามารถบรรลุผลสำเร็จครั้งแรกโดย จิโอวันนิ โดเมนิโก กัสสินี ในปี ค.ศ. 1681 และได้นำไปประยุกต์ใช้ในการสำรวจพื้นที่ขนาดใหญ่กับการเดินเรือ ซึ่งไม่สามารถใช้การสังเกตการณ์ผ่านกล้องส่องทางไกลได้

ในปีสุดท้ายของชีวิตหลังจากที่กาลิเลโอตาบอดสนิท เขาได้ออกแบบกลไกฟันเฟืองสำหรับการแกว่งตัวของลูกตุ้มนาฬิกา ซึ่งได้สร้างขึ้นสำเร็จเป็นครั้งแรกโดยคริสตียาน เฮยเคินส์ ในราวกลางคริสต์ทศวรรษ 1650 กาลิเลโอยังได้วาดภาพสิ่งประดิษฐ์ต่าง ๆ เอาไว้อีกมากมาย เช่น อุปกรณ์ที่ประกอบด้วยเทียนไขกับกระจกเพื่อใช้ในการส่องแสงตลอดทั่วทั้งอาคาร อุปกรณ์เก็บเกี่ยวมะเขือเทศอัตโนมัติ หวีแบบพกพาที่ขยายตัวออกเป็นภาชนะได้ และเครื่องมือบางอย่างที่ดูคล้ายปากกาแบบลูกลื่นในปัจจุบัน