Autour de Jupiter orbitent au moins 61 satellites. Les quatre principaux furent découverts par Galilée en 1610 : Io, Europe, Ganymède et Callisto dans l'ordre des distances croissantes. Les deux premiers sont grands comme la Lune, les deux autres comme Mercure. Les deux sondes Voyager en 1979 puis la sonde Galileo entre 1995 et 2003 nous ont envoyé des images saisissantes de ces satellites et ont révélé quatre mondes très différents.

Le premier satellite galiléen en s'éloignant de Jupiter est Io, à une distance de 421 600 kilomètres de la planète et avec un diamètre de 3630 kilomètres. Io est le siège d'une forte activité volcanique qui produit une grande quantité de matériaux riches en souffre et donne au satellite son aspect jaune et rouge de pizza. 

Io

L'activité volcanique est due à des forces de marée provoquées par l'interaction gravitationnelle combinée de Jupiter, d'Europe et de Ganymède. Cette force déforme périodiquement l'intérieur du satellite, le soumet à des forces de friction qui l'échauffent, et la chaleur ainsi engendrée est évacuée vers l'extérieur par l'intermédiaire de volcans. La surface d'Io est ainsi constamment renouvelée lors d'éruptions volcaniques et les cratères d'impact sont très rares.

 
Le troisième satellite galiléen est Ganymède, à une distance de 1,070 millions de kilomètres et avec un diamètre de 5268 kilomètres, ce qui en fait le plus grand satellite du système solaire. Ganymède présente une surface bicolore. On trouve d'abords des zones sombres recouvertes de cratères et donc très anciennes, probablement les vestiges de la surface originelle. A ces régions sombres s'ajoutent des zones claires avec peu de cratères mais recouvertes de nombreuses fissures parallèles. Ces zones claires sont probablement constituées de matériaux en provenance de l'intérieur du satellite qui se seraient répandus sur la surface sous l'effet d'une possible tectonique des plaques.

A une distance de 1,883 millions de kilomètres de Jupiter, on rencontre finalement Callisto, avec un diamètre de 4806 kilomètres. Contrairement aux autres satellites galiléens, la surface de Callisto est sombre, uniforme et complètement recouverte de cratères d'impact. Callisto, du fait de son éloignement de Jupiter, est soumis à des forces de marée plus faibles que les autres satellites galiléens et sa surface d'origine n'a donc pas été renouvelée par des processus internes.