Gefördert von Markgraf Georg Friedrich von Brandenburg-Ansbach erhielt Simon Marius eine umfassende Ausbildung. Später beobachtete er einen hellen Kometen, besuchte Tycho Brahe in Prag und verfolgte die Sternexplosion, die als Keplers Supernova bekannt ist.

1609 richtete Simon Marius zeitgleich mit Galileo Galilei ein Fernrohr an den Himmel – und entdeckte unabhängig von diesem die Jupitermonde. Er veröffentlichte einige Jahre später sein bedeutendes Werk „Die Welt des Jupiter“, in dem er die Namen Io, Europa, Ganymed und Kallisto für die Trabanten des Planeten benutzte.

Diese mythologischen Namen gingen auf Johannes Kepler zurück. Dagegen hatten Galilei und Marius aus Dankbarkeit ihren Förderern gegenüber anfangs von den Medici-Sternen beziehungsweise den Brandenburgischen Gestirnen gesprochen.

Zwar widerlegten Marius' Beobachtungen der Jupitermonde die antike Lehrmeinung, dass die Erde das Zentrum aller Bewegungen sei. Dennoch lehnte er die Idee des Nikolaus Kopernikus ab, nach der die Sonne im Zentrum der Welt steht.

Simon Marius war ein versierter Beobachter und bemerkte, wie sich die Sonnenflecken über die Sonnenscheibe bewegen und dass der Äquator der Sonne gegen die Ebene des Planetensystems geneigt ist.

Anfang 1625 ist er mit knapp 52 Jahren in Ansbach gestorben.