《伽利略少女》是由
梅津泰臣和足立慎吾合作创作的原创电视动画作品，于2013年7月5日发表动画制作决定。该片由
A-1 Pictures负责制作，于2013年10月10日起在富士电视台“
noitaminA”时段播出，全11集。
公元2061年。所谓的全球变暖早已成为历史，而这时的世界已经被冰河期初期的环境所笼罩。住在意大利图斯卡纳的伽利略后代三姐妹——叶月、神月、星月，突然遭到谜之组织的袭击，之后更是变成了国际通缉犯。谜之组织的目的是“伽利略的遗产”，而对此一无所知的三姐妹，必须携起手来，共度难关。然而问题是，这三位姐妹性格差异过大，想让她们齐心协力，难度实在有点大。
2013年9月27日，“‘noitaminA’10月档特别试映会 伽利略少女日”于富士电视台多功能厅举办，活动中先行放映了该片第1集。此外，noitaminA商店台场店、大阪戎桥店分别于2013年10月5日、10月3日起每周进行先行上映。
该片在中国大陆由乐视网独家提供视频点播服务，2013年10月11日起每周五0:50更新，因版权到期已下架，后由
腾讯视频、
bilibili提供视频点播服务。
该片在中国香港地区于2015年2月28日至5月2日由
香港电视广播有限公司旗下的
J2频道播出，节目有粤语配音。
该片在中国台湾地区由群英社代理发行，于2014年6月15日起每周日10:00在MY 101综合台播出。此外，该片还由HamiVideo、myVideo两家OTT平台以及中华电信MOD一家IPTV平台提供视频点播服务。