迄今確認(rèn)木星有16顆衛(wèi)星，其中最亮的4顆（木衛(wèi)一～木衛(wèi)四）是伽利略在1610年用他自己制造的第一架望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的，后來這4顆衛(wèi)星被稱為“伽利略”衛(wèi)星，以紀(jì)念他的不朽功績。

木衛(wèi)一的直徑約3600千米，離木星很近，只有42.2萬千米。“旅行者1號(hào)”探測器驚奇地發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)一至少有8座活火山，其中一座正在猛烈地噴發(fā)，火山塵埃和氣體等物質(zhì)以400多米／秒的速度直沖到450千米的高空，火山噴發(fā)的強(qiáng)度比地球上大得多。火山口的溫度在38～93℃之間，周圍地區(qū)溫度為-162℃。以往在地球之外還從未發(fā)現(xiàn)過有活火山的天體，這是首例。木衛(wèi)一火山噴發(fā)非常頻繁，正因?yàn)槿绱怂拿婷苍诓粩嗟馗淖冎砻娴牡匦我话惚容^年輕，缺乏古老的隕石坑。空間探測表明，木衛(wèi)一還具有富含硫的石質(zhì)表面，沒有水；有廣闊的平原和起伏不平的山脈，還有峽谷和陡坎。

木衛(wèi)二是諸木衛(wèi)中第四大衛(wèi)星，距木星67萬千米。它與完全干燥的木衛(wèi)一相反，表面幾乎被純冰覆蓋著，因而閃閃發(fā)亮。表面溫度約為-145℃，但在它的下面可能是在潮汐加熱作用下，一直流淌著深達(dá)100千米的海洋。“旅行者”探測器飛越木衛(wèi)二上空時(shí)，發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)二明亮的表面有許多縱橫交錯(cuò)像亂麻似的黑色條紋和淡黃色暗區(qū)。據(jù)分析，那些黑色條紋可能是寬達(dá)幾千米、深0.1～0.2千米的冰殼裂縫，另一些更寬的冰縫則形成冰灣。那里的環(huán)境與地球上的北極頗為相似，因此人們猜測在木衛(wèi)二的冰殼裂縫的水中可能生長著海藻或其他有機(jī)物，因而呈現(xiàn)出褐色的基調(diào)。1995年，美國的一個(gè)研究小組，利用哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的觀測資料證實(shí)，木衛(wèi)二有一個(gè)含有少量氧氣的大氣層。據(jù)分析，木衛(wèi)二氧氣的產(chǎn)生與生命活動(dòng)毫不相干。盡管如此，在將來人類大規(guī)模探索地外生命的時(shí)候仍會(huì)把木衛(wèi)二作為候選目標(biāo)之一。

木衛(wèi)三距木星107萬千米，是太陽系內(nèi)最大的衛(wèi)星，直徑約為5300千米，體積大于水星，但略小于火星。木衛(wèi)三的密度為1.9克／厘米3，由此可推測水在木衛(wèi)三中占30％～50％。它的表面反射光的能力不強(qiáng)，因此它的表面可能是臟冰和巖石的混合物。其中明亮的部分可能是被流星撞擊后從深處翻出來的干凈的水。木衛(wèi)三表面有明顯的山脊和峽谷，但沒有高山和盆地。它還有一層不太厚的大氣，壓力小于10-6帕。

木衛(wèi)四距木星188萬千米，是木星的第二大衛(wèi)星，密度最低，只有1.79克／厘米3。木衛(wèi)四表面的最大地形特征是存在一些有同心圓環(huán)圍繞著的大盆地，從盆地可放射出亮光，這說明其表面覆蓋著厚冰。木衛(wèi)四表面有許多撞擊坑，沒有火山，看不到熔巖，所以表面地質(zhì)年齡非常古老，可能有40億年。“旅行者”探測器還發(fā)現(xiàn)在面向木星一側(cè)的表面上有25個(gè)隕石坑排列成一條直線，可能是分裂后的彗星撞擊的結(jié)果。由于木衛(wèi)四表面地勢起伏不大，又沒有火山活動(dòng)，是一個(gè)比月球還寂靜的世界，人類將來可能會(huì)在木衛(wèi)四上建立星際飛船的基地。

正當(dāng)有人以為木星大概只有以上這4顆衛(wèi)星的時(shí)候，1892年美國天文學(xué)家巴納德發(fā)現(xiàn)了木衛(wèi)五。它呈不規(guī)則形狀，最長線度為270千米，最短線度只有150千米，是離木星最近的衛(wèi)星，距離為18萬千米，所以不容易被發(fā)現(xiàn)。

木星除了規(guī)則衛(wèi)星外，其他11顆為體積很小的不規(guī)則衛(wèi)星，它們的軌道偏心率很大，以致它們的軌道有一部分相互纏在一起；軌道的傾角也都比較大，以致有一些是逆行衛(wèi)星。