ガリレオシリーズは、帝都大学物理学准教授の湯川学が、大学時代の友人である刑事・草薙俊平や草薙刑事の部下・内海薫の依頼を受けて、一見超常現象とも取れる不可解な事件を科学的に解明していくという物語である。また、論理的推理により解明するものもある。湯川が天才的な物理学者であることから「ガリレオ」と周りから呼ばれている。
東野圭吾氏自身が理系出身であり、その知識を生かして書いている作品である。 古くから推理小説においては、「世間において、あまり一般的ではない科学技術を駆使したトリックは使用しない」という暗黙の了解が存在するが、本シリーズで東野圭吾氏はそれを意図的に破り、結果、大ブレークすることになる。一時はネタ切れでシリーズの終了も噂されたが、その後、立て続けにガリレオ７・ガリレオ８を出版し、こちらの作品もテレビドラマ化され大ヒットした。