這本小說是東野圭吾的作品，偵探伽利略的續作之一，描寫大學副教授湯川學因為協助警方偵破了一些案件，開始小有名氣，刑警草雉也有了取代他的女性角色，新人刑警內海薰便正式上場了！
本書共由“墜落“、“操控”、“密室“、“指引“、“擾亂“，共五個短篇小說所組成。
“墜落“一名女子的墜樓事件，本來可解釋為單純的自殺，不過因為在該女子的住處發現了含有血跡的鍋子，令整起事件頓時包含了他殺的可能，在案情陷入焦著狀態時，新人刑警內海薰便透過草雉的關係，找上了湯川學，在做出了不可思議的實驗之後，案件的結局大大出人意料之外…
“操控“一篇之中，湯川學去參加大學時代的教授召集的同學聚會，地點在教授家，但當天卻發生一起爆炸事件，而這個案件的主謀直指向湯川的大學教授，而湯川為這件案子陷入極端二難的局面！
“密室“的場景在一所位於山區的民宿之中，也是透過草雉的牽線，一位房客無故墜落山谷死亡的案件，因為案發後其他人皆有不在場証明，但民宿主人藤村為了保險起見，找來了湯川學來幫忙看看。
想不到湯川到了之後，針對種種疑點發出提問，反倒是藤村的回答開始有了迴避的感覺，於是透湯川學的抽絲撥繭，才打開了藤村內心所想保護的“秘密“…
“指引“是述說一個老太太，獨自在家中被殺害，家裏頭藏得很隱密的黃金也被偷個精光，家中原本的那條家犬，卻是無故失蹤！於是警方找到了常去被害者家裏的一名女保險員，而她的女兒是一個擁有超心靈感應的女生葉月。
葉月想要替母親洗脫罪名，便利用墜子的指引，找到了那條家犬的屍體，雖然讓偵辦的進度又向前了一大步，但葉月畢竟是嫌疑人的女兒，因此內海薰便找上湯川學，想要了解這種神祕力量真實性…
“擾亂“是類似預告犯案手法的案件，一名號稱“惡魔之手“的殺人兇手，利用極為特殊的殺人手法，連續犯案後，竟然直接指名要挑戰湯川學！而警方也只好硬著頭皮去找湯川來解決這次的事件，而湯川也只好勉為其難地接下來這個案件…
這次的書名叫『伽利略的苦惱』，其實也象徵著湯川學這個角色，由原本的只擔任解謎任務的扁平角色，提升到加入人性觀點的圓形角色，也就是說東野企圖讓湯川學這個角色“活“起來。
這是一個滿重要的寫作手法，因為如何讓一個角色可以深植人心，不外乎就是該角色要富有“感情“這個特色，一個有血、有肉、有著感情因子的角色，即使他的演技再差，我們也能感受到其中的“人味“，有這樣角色的故事便能讓人看得津津有味。
也因此這幾年湯川學真的越來越紅，紅到都有電影版的推出，可見東野圭吾後期建構、經營角色的實力是有目共睹，所以對這位偵探伽利略有興趣的朋友，這本重點小說可是不容錯過的。
