的表面包裹着一层主要由氧构成的极其稀薄的大气（1地表气压约1微帕）。在已知的太阳系的所有卫星当中只有七颗具有大气层（其他六星爲木卫一、木卫四、土卫二、木卫三、土卫六和 海卫一）与地球不同，木卫二大气中的氧是非生物来源的。很可能是带电粒子的撞击和阳光中的紫外线线的照射使木卫二表面冰层中部分水分子分解成氧和氢，氢因原子量低而逃逸，原子量相对较高的氧则被保留下来。
可能的生命.据猜想，冰下的海洋中可能有生命存在，其生存环境可能与地球上的深海热泉或南极的沃斯托克湖（Lake Vostok）