갈릴레이 위성
첫 번째로 가까이서 이오를 지나친 탐사선은 파이어니어 10호와 파이어니어 11호인데, 각각 1973년 12월과 1974년 12월에 목성을 지나치며 이오를 관측했다. 전파 추적을 통해 이오의 질량과 정확한 크기를 측정했고, 또한 이오가 갈릴레이 위성 네개 중 가장 밀도가 높다는 것이 판명되었고 얼음보다는 주로 규산암으로 구성되어 있다는 것이 밝혀졌다. 파이어니어 탐사선은 이오의 궤도 주변에서 강력한 방사능과 이오의 얇은 대기의 존재를 밝혀냈다. 파이어니어 11호가 찍은 이오는 탐사선이 찍은 최초의 이오 사진이었는데, 이 사진은 북극 지역을 촬영한 사진이었다. 파이어니어 10호에서도 확대 이미지를 찍는 것이 계획되었으나, 높은 방사능 때문에 관측 기기가 작동하지 않았다.