文学家预测该大气层主要成分应该是氧气（含量为二氧化碳的10倍到100倍），但是目前尚未在大气层中探测到氧气的存在。天文学家根据哈伯太空望远镜观测结果计算出大气浓度上限，与电离层测量结果相符合，虽然缺乏观测资料。哈伯太空望远镜同时也侦测到木卫四表面出现氧气凝结。
起源与演化.木卫四内部结构的部分分层（该结论由无量纲转动惯量数值推断而出）表明该星体从未被充分加热以使其冰质部分融解。因此，其最可能的形成模型是低密度的木星次星云中的缓慢吸积过程。这个持续时间甚久的吸积过程使得星体最终冷却，