木衛三及木星之間的互動引潮力。張曉辰發現這三顆衛星的共動關係固定，木衛一的公轉週期是木衛二的兩倍，後者是木衛三的兩倍。雖然木衛一就像地球的衛星月球一般，只用固定的一面朝向其主星，由於木衛二與木衛三的作用使它有一點點不穩定。它使木衛一扭動、彎曲，大約有100米長，並在復原扭曲的迴圈中產生能量。
木衛一同樣切割木星的磁場線，生成電流。對於引潮力而言由此產生的能量不多，但電流的功率仍有1兆瓦特。它也剝去了一些木衛一的物質，並在木星周圍產生強烈的凸起狀輻射。在凸出面中脫離的粒子部分地造成了木星的巨大磁層。來自伽利略號的最近資料顯示木衛一可能有自己的磁場，就像木衛三一樣。
木衛一附近之所以有氫雲、鈉雲，是因為原子從衛星的弱引力場中逃逸，飄散到周圍空間，但又被木星的巨大引力場束縛住。原子雲就展布在“木星空間”，集中在發源地木衛一附近。至於電離層，則是由太陽紫外線電離木衛一的外層大氣中的原子造成的。
1979年3月，“旅行者”1號空間探測器發現木衛一的表面比較平坦，不像一般天體那樣有眾多的環形山。這個空間探測器還在木衛一上發現了至少有六座活火山，以每小時1.600公里的速度噴發著氣體和固體物質，噴出物高度可達450公里。火山活動區的直徑有的達200公里，火山噴發的強度比地球上大得多。
此外，木衛一還有一個紅色的極冠；當木衛一從木星影錐中鑽出來時，有長達15分鐘的亮度增強。射電天文學家還觀測到木星射電噪暴的強度同木衛一在軌道上的位置有密切聯絡。<arius於1610年發現是木星的第六顆已知衛星，並是木星的第四大衛星，在伽利略發現的衛星中為離木星第二近。木衛二比地球的衛星月球稍微小一點。
木衛二與木衛一的組成與類地行星相似：主要由矽酸鹽岩石組成。但是與木衛一不同，木衛二有一個薄薄的冰外殼。最近從伽利略號發回的資料表明木衛二有內部分層結構，並可能有一個小型金屬核心。
但是木衛二的表面不像一個內層太陽系的東西，它極度的光滑：只能看到極少的數百米高的地形。凸出的記號看來只是反照率特性或是一些不大的起伏。木衛二上的環形山很少；只發現三個直徑大於5千米的環形山。這表面它有一個年輕又活躍的表面。然而，旅行者號做了一小部分的表面高畫質晰度地圖。木衛二的表面精確年齡是一個懸而未決問題。
木衛二的表面照片與地球海洋上的冰的照片相似。這可能是因為木衛二表面的冰以下有一層液態的水，或許有50千米深，由引潮力帶來的熱量保持液態。如果是這樣的話，這將是除地球之外，太陽系中唯一一個有大量的液態水存在的地方。
木衛二最醒目的外觀是遍佈全球的一串串十字條紋。較大的一個向外擴散到淡色物質地帶，長近20千米。最近的有關它們的起源理論是：它們由一連串火山噴出物或噴泉產生。
最近的哈博望遠鏡觀察揭示出木衛二有一個含氧的稀薄大氣1e11巴）。
太陽系中63個衛星裡只知道有4顆衛星，木衛一，木衛三，土衛六和海衛一擁有大氣層。不像地球的大氣中的氧，木衛二的並不是生物形成的。它最可能是由於太陽光中的電荷粒子撞擊木衛二的冰質表面而產生水蒸氣，然而分成氫氣和氧氣。氫氣脫離，留下了氧氣。<arius於1610年發現。為最大的木星已知衛星，也是第七顆發現的木星衛星，在伽利略發現的衛星中離木星第三近。
木衛三是太陽系中最大的衛星，直徑比水星大，但質量是它的一半。木衛三比冥王星大得多。
在伽利略號接觸木衛三之前，普遍認為它與木衛四是一塊石質物質外包一個大的水或冰水混合物作為地幔，並有一個冰外殼。
來自伽利略號的初步資料提議木衛四有一個獨一無二的組成成份，而木衛三則有三個層結構：一個小型的鐵或鐵硫化物核心，外面是矽酸鹽岩石地幔，最外部是冰質外殼。事實上，木衛三除了一個冰外殼外，與木衛一極相似。
木衛三的表面很粗糙，混有兩種地形：非常古老，隕坑遍佈的黑暗區，和相對年輕的有著大片凹槽和山脊的較明亮地區。它們的起源很顯然不過是因為自然構造的，但詳情不很清楚。在這方面，木衛三可能與地球，及金星或火星類似，雖然近期沒有地殼活動的證據。
兩種地形上都有延伸的環形山，環形山的密集程度反映它已有了3035億的年齡，與月球並不多。環形山有時為凹槽所切斷，說明凹槽也很古老。相當年輕的環形山透過發出的光線也可被看到。但是它不像月球，隕坑都較平，缺少環狀的山相圍，中央窪地則通常與月球和水星上的相同。這可能是由於木衛三的冰外殼較脆弱，使地質流動而缺少起伏的緣故。古老的環形山被逐漸抹去，常被稱作“覆畫”。
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伽利略號飛行器第一次飛經木衛三時發現它有自己的磁場，內含於木星巨磁場中。這可能與地球的生成原因類似：星體內部<arius於1610年發現。是距木星第八近已知衛星，直徑上看為第二大。在伽利略發現的衛星中距木星最遠。
木衛四比水星稍許小一些，但只是其質量的三分之一。不像木衛三，木衛四的內部結構近乎沒有；它一律由或多或少的40的冰與60的岩石或鐵組成。這與土衛六和海衛一可能相似。
木衛四的表面都是環形山，表面十分古老，就像月球和火星上的高原。木衛四有太陽系中所觀察到的星體中最古老的表面環形山最多的地表；在漫長的40億年中，除偶然的撞擊之外只有很小的變動。
較大的一些環形山周圍圍繞著一串同心環，就像裂痕一般，不過經過歲月的蒼桑，冰的緩慢運動，已使它平滑了不少。其中最大的一個被稱作vaa，直徑4000千米，並是多環盆地，猛烈撞擊後產生的典型例子。
另一些例子為木衛四的“仙宮”asgard），月球表面陰暗部的orientae和水星上的caoris盆地。
與木衛三相似，木衛四的古老的環形山已經崩潰。它們缺少月球和水星上所有的高大的環狀的連山，放射狀射線和中央窪地。來自伽利略號的清晰圖片顯示，至少在某些地區，小型環形山已消失。這說明一些運動正在進行中，不管其他的是否在衰落過程中。
另一個奇特的地形現象是gipucatena，一系列撞擊出的環形山在一條直線上排列。這可能由於一個物體在接近木星時受引力而斷裂，然後撞向了木衛四引起。
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