Jupiter, la plus grosse et la plus massive des planètes, constitue le centre d'un vaste système de satellites et d'anneaux étudié de près par plusieurs sondes spatiales: Pioneer-10 en décembre 1973, Pioneer-11 en décembre 1974, Voyager-1 en mars 1979, Voyager-2 en juillet 1979, Ulysses en février 1992 et Galileo.
Jupiter est une planète gazeuse ne possède pas de surface solide: il s'agit d'une boule de gaz essentiellement de l'hydrogène et de l'hélium qui entoure un noyau probablement composé de fer et de silicates, auxquels s'ajoutent probablement des glaces d'eau, d'ammoniac et de méthane.
Jupiter possède un champ magnétique, une magnétosphère et une ionosphère, et est caractérisé par d'intenses émissions radioélectriques. Comme sur la Terre, les aurores polaires se développent dans les zones de latitudes élevées.
Jupiter, comme d'ailleurs les autres planètes géantes du système solaire, est un objet profondément différent des planètes telluriques : Mercure, Vénus, la Terre et Mars sont caractérisés par une surface solide de quelques milliers de kilomètres de diamètre, qu'entoure une atmosphère peu épaisse, voire très ténue dans le cas de Mercure. Au contraire, Jupiter est une énorme boule de gaz, dont la composition ressemble au Soleil et aux autres étoiles : hydrogène et hélium. Les images fastueuses que nous observons au télescope ou qui ont été transmises par les sondes spatiales sont celles des couches extérieures des nuages. Ces nuages dissimulent la structure profonde de la planète, mais les techniques de mesures des rayonnements électromagnétiques réfléchis ou émis par la planète, le repérage précis des trajectoires des sondes spatiales passant à sa proximité et l'application des lois de la physique permettent de se faire une idée étonnamment précise de l'intérieur de la planète.
L'extrême singularité du spectacle de Jupiter et de celui de Saturne réside avant tout dans une forte symétrie axiale : une dizaine de bandes brillantes et de bandes plus sombres alternent le long de lignes parallèles à l'équateur. Facilement discernable depuis les observatoires terrestres, cette répartition géographique, régulière, de contours traduit la permanence d'une dynamique atmosphérique conduisant à des vents zonaux alternativement d'est et d'ouest; elle a abouti à l'adoption d'une nomenclature qui établit une distinction entre deux types de bande: les bandes brillantes correspondent à ce qu'il est convenu d'appeler des zones et les bandes sombres à des ceintures.
La couleur de la Grande Tache rouge est une énigme car, compte tenu du niveau de l'atmosphère où elle est située, elle doit être associée aux nuages blancs. Ceux-ci ressemblent aux cirrus terrestres; constitués de cristaux d'ammoniac formés à 150 kelvins, ils sont d'une pureté qui témoigne de l'absence d'agents colorants. Or la Tache rouge est indiscutablement, d'après les mesures infrarouges, un phénomène de l'atmosphère supérieure très froide, au-dessus même des nuages blancs. Notez que cette tache devient de plus en plus claire au fil des ans au point qu'elle est beaucoup plus délicate à observer que le tache brunes, beaucoup plus petites.
Les anneaux de Jupiter ont été découverts le 4 mars 1979 par les caméras de la sonde Voyager-1; la densité de ces anneaux y paraît environ un milliard de fois plus faible que celle des anneaux de Saturne, ce qui explique que, situés très près du disque brillant de la planète, ils n'aient jamais été observés auparavant depuis la Terre.
Jupiter possède une grande quantité de satellites, que l'on peut regrouper en trois catégories :
- quatre petits satellites (diamètres ou dimensions voisins de 50 km) sont situés sur des orbites circulaires équatoriales très proches de la planète (demi-grands axes compris entre 1,79 et 3,11 rayons joviens).
- quatre satellites galiléens (diamètres voisins de 4 000 km), appelés satellites galiléens, gravitent également sur des orbites circulaires et équatoriales; de Jupiter vers l'extérieur, ce sont Io, Europe, Ganymède et Callisto ; les trois premiers ont des périodes de révolution résonantes (la période sidérale de Ganymède est double de celle d'Europe et quadruple de celle de Io); les demi-grands axes des orbites sont compris entre 5,90 et 26,33 rayons joviens; ils sont visible avec un petit télescope et même avec une bonne paire de jumelles.
- une grande quantité de petits satellites externes possèdent des orbites fortement excentriques, directes ou rétrogrades, inclinées par rapport au plan équatorial de la planète, et parfois situées très loin de Jupiter.