Lý thuyết nhật tâm là một mô hình của hệ Mặt trời đặt vị trí trung tâm của Mặt trời, với các hành tinh quay quanh nó. Nó có liên quan chặt chẽ nhất với công trình của Copernicus vào thế kỷ 16 và 17 - công trình thời kỳ thịnh vượng của Galileo, và lý thuyết này đã được áp dụng rộng rãi sau cái chết của Copernicus. Thuyết nhật tâm thay thế thuyết địa tâm cũ hơn cho rằng Mặt trời và các thiên thể khác quay quanh Trái đất.
Lý thuyết địa tâm đã gây chấn động ở châu Âu trong nhiều thế kỷ và các phiên bản phức tạp hơn của nó đã mô tả các chuyển động quan sát được của các tầng trời với độ chính xác của các kỹ thuật quan sát trước thế kỷ 16. Lý thuyết nhật tâm được đề xuất để giải thích một số dị thường xuất hiện từ việc quan sát bầu trời một cách có hệ thống. Một vấn đề mà các mô hình địa tâm gặp khó khăn trong việc giải thích là chuyển động ngược dòng rõ ràng của một số hành tinh. Lời giải thích đơn giản nhất về điều này là, ví dụ, sao Hỏa quay quanh Mặt trời bên ngoài Trái đất, và Trái đất định kỳ vượt qua nó trên quỹ đạo của nó. Tuy nhiên, sự hiểu biết về địa tâm cho rằng sao Hỏa đang quay quanh một điểm duy nhất, chính nó quay quanh Mặt trời. Sự phức tạp không cần thiết của thuyết địa tâm, kết hợp với sự quan sát trực tiếp của các nhà thiên văn học thời kỳ đầu, đã khiến mô hình lấy Mặt trời làm trung tâm ngày càng hấp dẫn đối với các nhà lý thuyết, bất chấp sự phản đối kịch liệt của các nhà chức trách tôn giáo thời đó.
