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古希腊天文学家托勒玫的“地心宇宙体系”，在中世纪被基督教会改造，用来作为其教义的支柱。随着天文观测技术的进步，不断暴露出据此推算的行星动态与观测结果多有不符，无法长期准确预告行星的位置。彻底扭转这种局面的，是16世纪的波兰天文学家尼古拉·哥白尼。
1473年2月19日，哥白尼诞生在波兰维斯拉河畔的托伦城。他的父亲是富商，母亲是大商人的女儿。哥白尼10岁时父亲去世，由舅父瓦琴罗德抚养，享有良好的教育。瓦琴罗德从1489年起出任瓦尔米亚主教，他希望哥白尼也成为神职人员。哥白尼本人的志趣是自然科学，他在克拉科夫大学求学到约1495年，学过天文学、数学和地理学。1496年秋，哥白尼前往意大利，先后在博洛尼亚大学攻读教会法规，在帕多瓦大学攻读医学，但均未取得学位。1503年5月，哥白尼获得费拉拉大学的教会法规博士学位。不久他回到波兰，此后除了在波兰和普鲁士境内短期旅行外，再未离开过瓦尔米亚。
波兰克拉科夫市的哥白尼纪念像Ⓞ
德国天文学家雷纪奥蒙坦的著作，使哥白尼对天文学发生了浓厚的兴趣。雷纪奥蒙坦是托勒玫地心宇宙体系的忠实信徒，哥白尼却对地心体系的症结穷究不舍，终于意识到问题的根源正在于认为地球是固定不动的宇宙中心。他为此花费30多年的心血，进行大量的观测和计算，建立了全新的“日心宇宙体系”，并写成一部阐述其学说的巨著。此书由出版者定名为《关于天球旋转的六卷集》，后人简称《天体运行论》。
哥白尼日心学说的核心内容是：太阳静止于宇宙中心，所有的行星——包括地球在内都绕着太阳转动。离太阳最近的是水星，其次是金星、地球、火星、木星和土星。只有月亮绕着地球转动。与此同时，地球还每天自转一周。《天体运行论》详细解释了天体运动的种种情况，提出预告天体未来位置和运动状况的方法，并阐明恒星要比月亮、太阳和行星遥远得多，所有的恒星都静止在距离太阳非常遥远的一个天球表面上。
1543年《天体运行论》初版中的日心体系图Ⓦ
1540年以前，《天体运行论》已基本写就。哥白尼担心关于地球运动的论述会被教会视为异端，所以不愿公开，以免招惹麻烦。最后在数学家雷蒂库斯的强烈要求下，他才同意出版全书。雷蒂库斯自愿承担《天体运行论》的出版监督。后来他因故离开，出版监督由路德派教长奥西安德继任。由于马丁·路德曾表示坚决反对哥白尼的理论，奥西安德为稳妥起见便擅自加了一篇未署名的序言，大意是说哥白尼的理论主要是为简化计算而采用的一种手段。这就大大削弱了此书的意义。直到1609年，德国天文学家开普勒才发现并公开了事情的真相。
哥白尼终身未婚。1542年秋，他因中风陷入沉疴。据说当一本刚印好的《天体运行论》送达病榻前时，他已处于弥留之际。1543年5月24日，哥白尼在弗龙堡与世长辞。他的日心说从根本上动摇了“上帝将地球安排在宇宙中心”的说教，自然科学从此开始从神学中解放出来，天文学也首先跨入了近代科学的大门。16世纪末，《天体运行论》的影响开始引起教会的恐慌。1616年，罗马教廷将《天体运行论》列为禁书。
波兰弗龙堡大教堂中的哥白尼墓Ⓞ
1839年，在华沙举行了哥白尼雕像的揭幕典礼，却没有天主教神父愿意主持仪式。然而，天文学的新进展在不断证实哥白尼日心说的正确性。1835年，教会终于对《天体运行论》解禁。它被译成德、英、法、俄、波兰、西班牙、印地等许多文字流传世界各地，1992年中国首次出版《天体运行论》的中文全译本。