Mens han ikke beviste det i moderne forstand (det ville komme meget senere med videnskabelige metoder), udviklede han heliocentrisk model af solsystemet, der placerede solen i midten. Denne model var en betydelig afvigelse fra den fremherskende geocentriske model, der havde jorden i centrum.
Copernicus 'arbejde var revolutionerende og lagde grundlaget for fremtidige astronomer som Galileo Galilei at bygge videre på.