Tính đến tháng 7/2018, Sao Mộc có 79 vệ tinh tự nhiên.[75] Trong số này có 63 vệ tinh có đường kính nhỏ hơn 10 kilômét và chỉ được phát hiện từ 1975. Bốn vệ tinh lớn nhất, gọi là các vệ tinh "Galilei" là Io, Europa, Ganymede và Callisto. Có 5 vệ tinh hiện không quan sát thấy là S/2003 J 2, S/2003 J 4, S/2003 J 10, S/2003 J 12 và S/2011 J 1. Tổng số vệ tinh này được nâng lên con số 79 vào năm 2018, với ít nhất 1 vệ tinh mới có tên Valetudo, theo tên một vị thần trong thần thoại La Mã chuyên về mảng sức khỏe, y học.[76][77][78]

Các vệ tinh Galilei

Quỹ đạo của Io, Europa, và Ganymede, trong các vệ tinh lớn nhất trong Hệ Mặt Trời, tạo thành dạng cộng hưởng quỹ đạo; bốn vòng quỹ đạo Io thì Europa quay được chính xác hai vòng và Ganymede quay được chính xác một vòng. Sự cộng hưởng này là nguyên nhân của hiệu ứng hấp dẫn làm quỹ đạo của ba vệ tinh có dạng hình ellip, do mỗi vệ tinh nhận thêm lực kéo từ các vệ tinh lân cận khi chúng đạt đến điểm cộng hưởng. Lực thủy triều từ Sao Mộc, mặt khác lại làm cho quỹ đạo của chúng trở lên tròn hơn.[79]

Độ lệch tâm quỹ đạo của cũng gây ra sự biến dạng hình thể của các vệ tinh, với lực hấp dẫn của Sao Mộc kéo giãn chúng ra khi chúng đến gần cận điểm quỹ đạo và khi các vệ tinh ở viễn điểm quỹ đạo lực hấp dẫn trở lên yếu đi và các vệ tinh thu lại hình dạng. Sự co giãn trong cấu trúc này gây ra một nội ma sát bên trong vệ tinh và làm nóng vật chất bên trong chúng. Đây chính là nguyên nhân vệ tinh trong cùng Io có sự hoạt động núi lửa mạnh (vệ tinh chịu lực thủy triều mạnh nhất), và xuất hiện những đặc điểm địa chất trẻ trên bề mặt Europa (ám chỉ những hoạt động địa chất tái tạo bề mặt trong thời gian gần đây).

Phân loại vệ tinh

Trước khi phi vụ Voyager phát hiện ra nhiều vệ tinh, các vệ tinh của Sao Mộc được sắp xếp thành bốn nhóm, dựa trên đặc điểm chung của các tham số quỹ đạo của chúng. Sau đó, rất nhiều vệ tinh nhỏ được phát hiện nằm bên ngoài những vệ tinh này và tạo nên một bức tranh khá phức tạp. Ngày nay các nhà khoa học phân loại ra làm sáu nhóm vệ tinh, mặc dù có thể có những đặc điểm khác nhau nữa.

Nhóm con chính cơ bản là tám vệ tinh trong dạng cầu hoặc gần cầu cùng có quỹ đạo gần tròn và gần nằm trong mặt phẳng xích đạo của Sao Mộc và các nhà khoa học cho rằng chúng hình thành cùng với lịch sử của Sao Mộc. Những vệ tinh còn lại đa phần là những vệ tinh dị hình với quỹ đạo ellip và mặt phẳng quỹ đạo nghiêng nhiều, và có khả năng là chúng bị Sao Mộc bắt giữ từ các tiểu hành tinh hoặc mảnh vỡ của các tiểu hành tinh. Các vệ tinh dị hình được chia vào nhóm các vệ tinh có chung tham số quỹ đạo và do đó có thể có cùng nguồn gốc, có lẽ là vệ tinh lớn hơn hoặc vật thể bị bắt sau đó bị vỡ nát.[80][81]