Fundamentalne dzieło Galileusza przedstawione jest w formie dialogu między trzema postaciami: Salviatiego, wyrażającego poglądy autora; Sagredo, otwartego na nowe idee; oraz Simplicio, reprezentującego tradycyjne, arystotelesowskie stanowisko. Rozmowy te koncentrują się na "dwóch nowych naukach": wytrzymałości materiałów i ruchu przyspieszonym. Uczestnicy dyskusji badają, dlaczego skala ma znaczenie w wytrzymałości ciał, kwestionując dawne przekonania. Następnie przechodzą do analizy praw rządzących ruchem, zwłaszcza w kontekście spadających ciał i ruchu pocisków, wprowadzając rewolucyjne koncepcje oparte na obserwacji i dowodach matematycznych, a nie na autorytecie. Książka zaprasza do śledzenia procesu odkrywania, który położył podwaliny pod fizykę nowożytną, podkreślając wagę empirii i logicznego rozumowania w zrozumieniu świata przyrody.