Escribió, entre otras muchas obras, una defensa de Galileo y el tratado utópico La ciudad del sol (compuesto durante su larga estancia en la cárcel por una conjura antiespañola, la misma causa que el economista Antonio Serra), donde describe un Estado teocrático universal basado en principios comunitarios de igualdad.
Mientras tanto, Campanella planeaba una conjuración contra la dominación española en Calabria, y la instauración de una república teocrática perfecta similar a la utopía que formularía años después en su obra Ciudad del Sol.
Durante esta reclusión Campanella compuso sus principales obras como La Ciudad del Sol, reelaboró las que en Bolonia le había arrebatado la Inquisición y mantuvo relación con estudiosos de su tiempo (Galileo, Scoppio, Gassendi, etc.), al punto de defender en sus escritos a Galileo durante su primer proceso en 1612.
Campanella tenía un temperamento impetuoso, combativo; talento de amplia erudición, con una audacia intelectual desenfrenada, que le llevó a abordar todas las ciencias.
Città del sole (1602, revisada en 1613) publicada en latín (Civitas solis, poetica idea Reipublicae philosophicae, 1623), la obra más significativa de su pensamiento político, en la que traza su república ideal, naturalista y teocrática.
Universalis Philosophiae seu metaphysicarum rerum, partes tres, libri XVIII (1638), es como una «biblia de la filosofía».
Esta sensibilidad es debida a un espíritu sutil que determina el consenso de las cosas naturales entre sí.
Proclama, igualmente, la supremacía del conocimiento sensible, el único que reporta certeza absoluta.
En realidad, viene a establecer una dictadura sacerdotal, apoyándose en la condición desfalleciente del hombre, tan sólo remediable en esa ciudad helíaca.
Para la ortodoxia católica, su religión naturalista, como vínculo de orden espiritual y unificador, supone una decadencia del cristianismo, ya que daña gravemente su dimensión sobrenatural.
Entonces, el conocimiento sensorial proporciona certeza absoluta y por lo tanto no requiere pruebas de ninguna clase.
Soñaba con una humanidad libre y próspera, pero confiaba en que su sueño podría tornarse en realidad con la ayuda del Papado.
Muchas de sus propuestas filosóficas fueron semejantes a las adoptadas después por René Descartes y por Immanuel Kant.
Una de sus obras más destacadas fue La ciudad del sol, que fue escrita en 1602 pero no fue publicada hasta 1623.
Los Ciudadanos de esta República filosófica, conocedores de que la propiedad privada engendra el egoísmo humano e incita a los hombres a enfrascarse en crueles luchas, han convenido en que la propiedad sea comunitaria.