Jupiters øvre atmosfære er sammensatt av ca. 88–92 % hydrogen og 8–12 % helium med prosentvolum eller fraksjoner av gassmolekyler. Siden et heliumatom har ca. fire ganger så høy masse som et hydrogenatom, endres sammensetningen når den beskrives som en andel av masse bestående av ulike atomer. Således er atmosfæren ca. 75 % hydrogen og 24 % helium, og den gjenværende prosenten av massen består av andre grunnstoffer. Det indre inneholder mer kompakte materialer slik at fordelingen etter masse er omtrent 71 % hydrogen, 24 % helium og 5 % andre grunnstoffer. Atmosfæren inneholder spormengder av metan, vanndamp, ammoniakk og silikonbaserte forbindelser. Der er også spor av karbon, etan, hydrogensulfid, neon, oksygen, fosfin og svovel. Det ytterste laget inneholder krystaller av frossen ammoniakk, og gjennom infrarød og ultrafiolette målinger har spormengder av benzen og andre hydrokarboner også blitt oppdaget.