中最主要的两种成分是氢分子（）和氦。氦气的丰度相对于氢分子的摩尔数是，而在质量上的分率是，略低于太阳系原始的比值。丰度较低的原因还没有完全的了解，但氢的比率稍高，可能是有些氦凝聚进入了木星的核心。大气层中也包含了几种简单的化合物，像是水、甲烷（CH）、硫化氢（HS）、氨（NH）和磷化氢（PH），它们在对流层深处（低于10巴）的丰度暗示在木星的大气有丰富的碳、氮、硫还可能有氧。与太阳的数值相比，比率为2–4倍；惰性气体氩、氪和氙的丰度看上去比太阳丰富（参见表），氖是缺乏的，其它的化合物，像是砷（AsH）和甲锗