根据木卫三和木卫四的密度﹐刘易斯认为这两个卫星中的岩石或硅矿物不超过15%﹐其余大部分由冰冻的水﹑氨和甲烷构成。R.A.布朗1973年宣布他在木卫一的发射谱中观测到钠气体的谱线﹐以后其他观测者也证实了木卫一存在钠气体等构成的大气。

这种大气在木卫一周围空间中伸展很悌o远远超过其引力所能束缚的范围。原来﹐木卫一表面覆盖着挥发性钠盐﹐由于阳光加热﹐钠就蒸发出来﹐弥漫在木卫一的运行轨道上﹐构成了一个环状钠云。

“先驱者”10号空间探测器还观测到﹐在木卫一轨道上有一个比钠云大得多的氢云﹐在木卫一的向阳面存在一个广大的电离层﹐后者的范围足以同金星和火星的电离层相比。

木卫一由伽利略和Marius于1610年发现，是木星已知卫星中第五个发现的，并是其中第三大卫星，在伽利略发现的卫星中最靠近木星，它比地球的卫星月球稍大与外层太阳系的卫星不同，木卫一与木卫二的组成与类地行星类似，主要由炽热的硅酸盐岩石构成。最近从伽利略号上发回的数据表明，木卫一有一个半径至少为900千米的铁质内核。

木卫一的表面与太阳系中其他星体孑然不同，这使得旅行者号的科学家在第一次接触

时非常惊奇。他们原以为在类地星体上应布满了受撞击后留下的大大小小的环形山，然后以单位面积内留下的“弹坑”来估计星球外壳的年龄。但实际上木卫一的表面环形山太少，简直屈指可数。这样看来，该表面非常年轻。

除了环形山，旅行者1号发现了数百破火山口，其中的一些仍然活跃！羽毛状的喷出物高达300千米，这些惊人的照片由伽利略号与旅行者号传回。这可能是旅行者号任务中最重要的单一发现，这是类地星体内部炽热与活动的第一份实际证明。这些物质看来是以硫或二氧化硫的形式从火山口中的喷出。

火山爆发相当迅速，只是在旅行者1号和旅行者2号4个月中先后到达的时间里，一些活动停止，另一些则又开始了。在喷口周围的堆积物同样有可见的变化。

从安放在夏威夷的MaunaKea的NASA红外线望远镜设备获得的照片看来，木卫一有一次新的巨大的火山爆发。在RaPatera地区的新情况已被哈博望远镜所看到。。

木卫一有令人惊异的多种地形：有向下有数千米深的火山口，有炽热的硫湖，有很明显不过的非火山的连绵山脉，流淌着数百千米长的粘稠的液体，还有一些火山喷口。硫和其化合物的多种颜色使得木卫一表面的颜色多样化。

对旅行者号的图片分析使得科学家确信木卫一表面的熔岩流大多由炽热的硫的化合物组成。然而，接下去的基于地表的研究表明对那里温度过高，不会有液态硫。

一个当前的说法是，木卫一的熔岩流是由炽热的硅酸盐岩石组成的。最近的哈博望远镜的观察表明那些物质中可能富含钠，或者说那里不同的地方物质有着不同的组成成份。它所有活动所需要的能量可能来自与它与木卫二。