所含的全铁和金属铁较少，而铁氧化物较多。铁和硅的丰度比率在木卫四上为0.9：1.3，而太阳则为1.8。木卫四表面的反照率为20%，天文学家推测其表面物质构成与整体物质构成大致相同。科学家利用近红外分光术在1.04、1.25、1.5、2.0和3.0微米波长段发现了强烈的水冰吸收带。冰普遍存在于木卫四表面，比重介于25－50%之间。天文学家对伽利略号和地基观测站拍摄的高分辨率近红外光谱及紫外线光谱照片进行分析后，发现了多种非水溶性物质，例如含镁与铁的水合硅酸盐、二氧化碳、二氧化硫，可能还包括氨和多种有机化合