哥白尼在《天體運行論》中還敘述了地球的運動，各星體軌道的位置以及宇宙的總體結構，其他行星運動與地球運動的關係，把其他星體運動都和地球運動聯係起來，從而說明其他行星和地球的運動和現象。“天體從遠到近的順序如下：最遠的是恒星天球，包羅一切，本身是不動的。它是其他天體的位置和運動必需的參考背景。有人認為，它也有某種運動……在行星中土星的位置最遠，37年轉一周；其次是木星，12年轉一周；然後是火星，2年轉一周；第四是1年轉一周的地球和同它在一起的月亮；金星居第五，9個月轉一周；第六為水星，80天轉一周。中央就是太陽。”
在《天體運行論》的最後，作者強調，貫穿全書的論證是以直線、弧、平麵和地麵三角形的性質為基礎的。關於這一問題，歐幾裏得的《幾何原本》已經給出許多基本知識，但其中沒有反對者最需要的由角求邊及由邊求角的方法。作者在這方麵提出了一些命題，以幫助反對者盡可能的把它弄清楚，並使之最後解決，從而使反對者能更清楚地解釋世界。
哥白尼用了“將近四個九年的時間”去測算、校核、修訂他的學說。他曾寫過一篇《要釋》，簡要地介紹他的學說。這篇短文曾在他的友人中手抄流傳。但是，他遲遲不願將他的主要著作——《天體運行論》公開出版。因為他很了解，他的書一經刊布，便會引起各方麵的攻擊。批判可能從兩種人那裏來：一種人是頑固的哲學家，他們堅持亞裏士多德、托勒密的說法，把地球當做宇宙的固定的中心；另一種人是教士，他們會說日心說是離經叛道的異端邪說，因為《聖經》上明白指出地球是靜止不動的。當哥白尼終於聽從朋友們的勸告，將他的手稿送去出版時，他想出一個辦法，在書的序中寫明將他的著作大膽地獻給教皇保羅三世。他認為，在這位比較開明的教皇的庇護下，《天體運行論》也許可以問世。
除了序言之外，《天體運行論》還有另外一篇別人寫的前言。哥白尼當時已重病在身，輾轉委托教士奧塞安德爾去辦理排印工作。這位教士為使這書能安全發行，假造了一篇無署名的前言，說書中的理論不一定代表行星在空間的真正運動，不過是為編算星表、預推行星的位置而想出來的一種人為的設計。這篇前言裏說了許多稱讚哥白尼的話，細心的讀者很容易發現這是別人寫的。然而，這個“迷眼的沙子”起了很大的作用，在半個多世紀的時間裏，騙過了許多人。《天體運行論》在出版後70年間，並未引起羅馬教廷的注意。後因布魯諾和伽利略公開宣傳日心地動說，危及教會的思想統治，羅馬教廷才開始對這些科學家加以迫害，並於公元1616年把《天體運行論》列為禁書。然而經過開普勒、伽利略、牛頓等人的工作，哥白尼的學說不斷獲得勝利和發展，地球繞太陽轉動的學說得到了令人信服的證明。
哥白尼的《天體運行論》所提出的日心說，使人們正確地了解了我們附近的宇宙空間的結構以及我們所處的地位，可以說，在這個時候，人類才真正發現了太陽係。
永不褪色的《天體運行論》
哥白尼的主要貢獻是創立了科學的日心說，寫出“自然科學的獨立宣言”——《天體運行論》。當時的歐洲正處在黑暗的中世紀末期，亞裏士多德、托勒密的地球中心說早已被基督教會改造成為基督教義的支柱。然而，由於觀測技術的進步，在托勒密的地心體係裏必須用80個左右的均輪和本輪才能獲得同觀測比較相合的結果，而且這類小輪的數目還有繼續增加的趨勢。當時一些具有進步思想的哲學家和天文學家都對這個複雜的體係感到不滿。推翻地心說，創立日心說，把宇宙理論推向前進，是通過波蘭天文學家哥白尼的《天體運行論》實現的。