La atmósfera de Júpiter es muy activa, con un montón de tormentas, remolinos y otros fenómenos atmosféricos. Está compuesta principalmente por hidrógeno y helio, con pequeñas cantidades de otros gases, como metano, amoníaco, azufre y agua. Se divide en varias capas, cada una con sus propias características únicas.
La estratosfera superior tiene nubes en capas formadas por amoníaco y sulfuro de amonio. Aquí, la temperatura sube a medida que subes. La estratosfera también tiene franjas de nubes que se ven en las fotos de Júpiter.
Por debajo de la estratosfera está la mesosfera, donde la temperatura vuelve a bajar a medida que desciendes. También es la zona donde se producen muchas tormentas y remolinos.
En la parte inferior de la atmósfera está la troposfera. Esta capa tiene la mayoría de las nubes y es donde soplan los vientos más fuertes, de hasta 600 km/h. La troposfera da paso a una capa profunda llamada estrato-pazucha, donde la temperatura se mantiene relativamente estable.
Debajo de la estratopausa hay una capa conocida como la zona donde el gradiente de temperatura se vuelve negativo. Por debajo de la zona está el núcleo molecular, donde la presión y la temperatura alcanzan valores extremos. Se cree que el
núcleo de Júpiter, que tiene un tamaño equivalente a una vez y media el de la Tierra, es rocoso, aunque nunca se ha observado directamente.