接近木星，对木星大气层拍摄了非常详细的图像。新视野号太空船在2007年经过木星，并做出改进的木星的及其卫星的参数的测量结果。伽利略号太空船则是第一个环绕木星轨道的探测器，于1995年抵达木星和研究的木星直到2003年。在此期间，伽利略号收集了大量有关木星卫星系统的信息，接近所有四个巨型的伽利略卫星，找到其中三个存在稀薄大气层的证据，以及在其表面之下有液态水的可能性。它还发现了木卫三周围有一个木卫三#磁层。美国航空航天局以朱诺号研究木星极地轨道，2011年8月5日发射，于2016年7月5日进入木星轨道。