Ganymedes består primært av silikater og vannholdig is, og det antas at et hav med saltvann finnes nesten 200 km under overflaten, klemt inne mellom lag av is. Den metalliske kjernen til Ganymedes antyder at det var en langt høyere temperatur en gang i fortiden enn tidligere antydet. Overflaten er en blanding av to typer terreng – tette kraterbelagte mørke områder og yngre, men fremdeles gamle, regioner med et stort spekter av furer og rygger. Månen har et høyt antall kratre, men mange er borte eller knapt synlige på grunn av den isete skorpen som ligger over dem. Ganymedes har en tynn atmosfære av oksygen som inkluderer O, , muligens (ozon) og noe atomisk hydrogen.