Borelli studerade matematik i Pisa och var sedermera professor i ämnet vid universitetet i Messina. Borelli bosatte sig 1674 i Rom som läkare hos drottning Kristina och skrev där ett berömt arbete om djurens rörelser, genom vilket han blev en av fysiologins grundläggare. Borelli var den förste, som sökte förklara djurens rörelser med mekanikens lagar. Han var även en framstående forskare inom andra områden, uppfann heliostaten, påvisade kometerna paraboliska bana med mera.