为基础，拉普拉斯创造了一种数学的理论来解释埃欧、欧罗巴、和盖尼米德的轨道共振。这种共振在日后发现对这三颗卫星的地质有深远的影响。 望远镜技术的改进，使19世纪末20世纪初的天文学家有能力在解析（能看得见）出在埃欧上大区域的表面特点。在1890年代，巴纳德首先观察到埃欧的赤道和极区之间在光度上的变化，正确的测量出这两个地区的光度变化是来自颜色和反照率的不同，而不是因为埃欧呈现卵型，一如威廉·皮克林和他的同伴所主张的，而不是巴纳德最初所主张的是两个不同的天体。之后的望远镜观测证实了埃欧很明确的在极区是红棕色