木星卫星（英文：Moons of Jupiter），是指围绕木星，按闭合轨道做周期性运动的天然天体。截至2023年12月，木星有95颗卫星，已得到国际天文学联合会的正式承认。伽利略卫星是截至到2023年年底为止绕木星运行的最大、质量最大的天体，其余91颗已知卫星和木星环的总质量仅占总轨道质量的0.003%。

木星卫星中，四颗最大的卫星——木卫一、木卫二、木卫三和木卫四——它们是由伽利略·伽利莱（Galileo Galilei） 和西蒙·马吕斯（Simon Marius）于1610年独立发现的，也是人类首次发现地球卫星和太阳卫星之外的卫星。这四颗卫星今天被称为伽利略卫星。在木星的卫星中，总计有八颗规则卫星，沿几乎呈正圆的顺行轨道公转，轨道相对于木星赤道面倾斜度不大。其中，伽利略卫星质量较大，形状接近球形；另外四颗常规卫星，称为内卫星，体积小得多，距离木星也更近。它们是构成木星环的尘埃的来源。木星的其余卫星是散逸层不规则卫星，其轨道距离木星较远，并且具有较高的轨道倾角和偏心率。

研究表明，木卫一是太阳系中火山活动最活跃的天体。木卫三是太阳系中最大的卫星（甚至比水星还要大）。木卫四的极少数小陨石坑表明目前有少量的地表活动。一个含有生命成分的液态水海洋可能位于木卫二冰冻的地壳之下。

战国时著名天文学家甘德，撰有《岁星经》《天文星占》等书。其书虽早失传，但部分内容还存于唐朝《开元占经·第二十三卷》中。甘德发现木星卫星的时间，大约是公元前364年夏天，比伽利略·伽利莱最早的发现（1609年意大利天文学家伽利略·伽利莱曾用望远镜发现）早1970多年。

截至2023年，木星有95颗卫星已得到国际天文学联合会的正式承认。木卫一、木卫四、木卫三和木卫二，是木星最大的4颗卫星，是太阳系中使用望远镜发现的首批天体。它们是由伽利略·伽利莱（Galileo Galilei） 和西蒙·马吕斯（Simon Marius）于1610年独立发现的。马吕斯给卫星的名字至今仍在使用：木卫一（Io）、木卫二（Europa）、木卫三（Ganymede）和木卫四（Callisto）。

1610年1月7日晚上，伽利略·伽利莱把望远镜指向木星，并在它附近看到了三颗位于同一条直线上的“恒星”，其中有两个同在一侧，还有一颗位于木星的另一侧。第二天晚上，这几颗星星依然可见，不过位置有些变动。1610年1月13日，伽利略发现了第四颗“恒星”。经过几周的观测，伽利略得出了结论——这四颗“恒星”其实是围绕木星旋转的卫星，就好像月亮围绕地球旋转一样。这是人类首次发现用肉眼无法看到的太阳系天体，这个发现也曾帮助过尼古拉·哥白尼建立起了真实的太阳系模型。

1892年9月9日，美国天文学家爱德华·巴纳德（Edward Emerson Barnard）发现了第五颗木星卫星，称为木卫五（Amalthea）。他使用的是当时世界上最大的望远镜——利克天文台91厘米折射镜。它是人类用目视观测方法发现的最后一颗行星卫星。所有其他已知的木星卫星都是在用地球望远镜或旅行者1号探测器航天器上的相机拍摄的照片或电子图像中发现的。

国际天文学联合会（IAU）制定了以宙斯的爱人、喜欢的人和后代命名木星卫星的系统。高度倾斜的卫星（顺行的不规则卫星）的名称以“a”或“o”结尾，而以“e”结尾的卫星则属于逆行的不规则星。在已知的87颗木星不规则卫星中，其中38颗尚未正式命名。

木星的伽利略卫星在1610年发现后不久便由马里乌斯命名为艾奥（木卫一）、木卫二（木卫二）、盖尼米德（木卫三）和卡里斯托（木卫四）。20世纪之前，这些名称并不受欢迎，取而代之的为“木卫一”、“木卫二”，或“木星的第一颗卫星”等诸如此类的称号。这些名称要到20世纪才被广泛使用，而其余新发现的卫星则仍待命名，并称以其罗马数字编号V（5）至XII（12）。1892年发现的木卫五，被法国天文学家佛林马利安首度称为阿曼尔提亚，非官方，但很流行。

直到1970年代，天文学都直接使用卫星的罗马数字编号。1975年，国际天文联合会（IAU）为木卫五至十三起名，并为日后发现的卫星提供正式的命名程序。规则是：新发现卫星的名称须为神祇朱庇特（宙斯）的爱人和喜欢的人。而自2004年，命名规则扩大到以上人物的后代。木卫三十四之后的卫星都以朱庇特或宙斯的女儿命名。

有些小行星和木星卫星有相同的名称：小行星9、小行星38、小行星52、小行星85、小行星113和小行星239。国际天文联合会将两颗小行星4179（小行星1036和小行星204）永久改名以避免冲突。

木星的规则卫星形成于环行星盘——类似于原行星盘的气体及固体碎片环。这些物质可能是一颗在木星早期形成的、质量与伽利略卫星相当的卫星的残余物。

通过计算机模拟得知，环行星盘在始终有着相对低的质量。每隔一段时间，从太阳星云捕捉来的木星质量的一小部分就会经过环行星盘。木星早期历史中可能有过几代与伽利略卫星质量相当的卫星，每一代卫星都因为环行星盘的阻力而堕入木星，然后从太阳星云捕获的碎片再形成新一代的卫星。如今环行星盘已经变得稀薄，不再对卫星的轨道产生很大的影响。

目前，木卫一、木卫二和木卫三部分受到轨道共振的保护，木卫三的质量更大，这意味着它将以比木卫二或木卫一更快的速度靠近木星。木星系统中的潮汐耗散仍在继续，木卫四很可能在大约15亿年后被捕获到轨道共振中。

外部的不规则卫星起源于捕获的路过的小行星，卫星环的质量足以吸收它们的大部分动量，从而将它们捕获到轨道上。在捕获过程中，有的因突然减速而被撕裂，有的被其他小天体的撞碎，从而产生了我们今天看到的卫星。

木星卫星的物理和轨道特征差异很大。四个伽利略卫星的直径都超过3100公里；最大的伽利略木卫三是太阳系中最大的卫星，甚至比水星和矮行星冥王星还要大。所有其他木星卫星的直径都小于250公里，大多数卫星的直径几乎不超过5公里。它们的轨道形状从近乎完美的圆形到高度偏心和倾斜，许多轨道的旋转方向与木星的自转方向相反（逆行）。轨道周期从7小时（比木星绕轴旋转所需的时间更短）到近3个地球年不等。

木星卫星的轨道、大小和质量等特性有很大差别，可以分为两类：一类是规则卫星，包括伽利略卫星等八颗较内卫星，它们的轨道偏心率和对木星赤道面）轨道倾角小，轨道半径符合提丢斯约翰·波得定则（Titius-Bode law），也都是质量大的；另一类是不规则卫星，它们的轨道偏心率和转轴倾角大，而且质量较小。

规则卫星又分为两群：①内卫星或Amalthea（木卫五）群，包括木卫十六、木卫十五，木卫五，木卫十四，它们离木星近，与内区的其他小卫星维持环系（木卫十六和木卫十五维持主环，木卫五和木卫十四维持相应外环）；②主群或木卫三，包括木卫一~木卫四，它们都比矮行星大，木卫三比水星还大，是太阳系的最大卫星，它们占所有木卫总质量的99.999%，约为木星质量的1/5 000，因而在木星及其卫星系的形成中是很关键的。

就物理化学性质而言，四颗伽利略卫星的密度随远离木星而减小，木卫一是硅酸盐的，木卫二是含水硅酸盐的，木卫三和木卫四含岩、冰各半，因此，它们形成环境应当是温度随远离木星而降低的，只有足够低的温度才可以使所形成的木卫三和木卫四含大量水冰。木卫四的惯量矩为I/MR2=0.3549，说明其内部不是均匀的，也不是完全分异（惯量矩很小）的，这意味着其形成不涉及大规模溶冰。木卫三的惯量矩为0.3118，是高度分异的，内有熔核，表面呈现更新。木卫三与木卫四的二歧性是它们形成过程的主要约束之一。

不规则卫星又分为多个轨道（半长径α、轨道倾角i、偏心率e）相似的群。

轨道顺行的（i\u003c90°）有：①Themisto（木卫十八）是最内的不规则卫星，不属于其他群：②Himalia（木卫六）群，包括木卫十三、木卫六、木卫十、木卫七、S/2000 J11，α=11.165×106~12.555×106 km，i=27.5°士0.8°，e=0.11～0.25，可能来自主带小行星的碎块；③Carpo（木卫四十六）是最外的顺行卫星，不属于其他群。

轨道逆行的（i\u003e90°）有：①S/2003 J 12是最内的逆行卫星，不属于其他群；②Ananke（木卫十二）群，包括11颗小卫星，α=19×106~21.3×106 km，i=145.7°~154.8°，e=0.02～0.28，大多灰色，可能来自俘获的小行星碎块；③Carme（木卫十一）群，包括12颗小卫星，α=22.9x106~24×106 km，i=145.5°~158.3°，e=0.25~0.27，颜色均匀浅灰，来自前身D型小行星（可能是特洛伊）；④Psiphae（木卫八）群，包括12颗小卫星，α=21.2×106~24.5×106 km，i=144.5°~158.3°，e=0.25～0.43，颜色多样（红到灰），可能是多次撞击之故；⑤S/2003J2是最远的卫星，它不属于其他群。

在20世纪，借助照相板的望远镜摄影，发现了新的木星卫星。木卫六到木卫十三的发现时间分别为1904年、1905年、1908年、1914年、1938年、1938年、1951年和1974年。

直到二十年后，太空观察调查在1999年10月偶然发现了木卫十七，才发现了更多的卫星。在1990年代，随着数字CCD（CCD）相机开始出现在地球上的望远镜中，照相底片逐渐被淘汰，从而能够以前所未有的灵敏度对天空进行宽视场调查，并迎来了新一波木星卫星的发现。1999年10月和2003年2月期间，研究者们使用敏感的地面感应器发现了32颗。

2023年2月22日，斯格特·谢柏德（Scott S. Sheppard）宣布在2022年的一次调查中又发现了三颗卫星，使木星已知的卫星总数达到95颗。在2023年2月接受采访时，谢柏德指出，他和他的团队目前正在追踪更多的木星卫星，一旦在未来两年内得到确认，木星的卫星数量将超过100颗。未来将不可避免地发现更多木星不规则卫星，尤其是在即将到来的薇拉·鲁宾（Vera C. Rubin）天文台和南希·格雷斯·罗马（Nancy Grace Roman）太空望远镜在2020年代中期开始进行深空调查之后，有可能发现大约1000颗木星卫星。

1979年左右，当旅行者1号探测器太空探测器到达木星时，已经发现了13颗卫星，1979年，旅行者号宇宙飞船又发现了三颗内部卫星：木卫十四到十六。1975年观测到的木卫十八，但由于缺乏观测数据而丢失了，直到2000年才寻回。

1989年，美国航空航天局成功地发射了以世界著名科学家伽利略·伽利莱名字命名的朱诺号木星探测器——伽利略探测器，其任务是观测木星大气、卫星和磁层。探测器由一个空间站和一个探测器组成。1995年12月，轨道站进入围绕木星的轨道，2003年12月停止工作。它在木星周围飞行期间，对木星、木星的卫星等进行了长时间探测，其中木卫一上的火山活动，木卫二与木卫四表面下的液态水海都是它的新发现。

木卫二是美国航空航天局计划于2024年发射的欧罗巴快船（Europa Clipper）任务的目标。

截至2023年12月，木星有95颗卫星，已得到国际天文学联合会的正式承认。但这个数字并没有反映出木星卫星、光环和小行星系统的复杂性。这颗巨大的行星在其轨道上控制着数千个小物体。科学家们越来越善于发现围绕遥远的巨型行星运行的小卫星，以至于国际天文学联合会已经决定，除非它们具有“重大”的科学意义，否则最小的卫星将不再被赋予神话般的名称。

木星最大的四颗卫星是地球以外发现的第一颗卫星，发现时间为1610年1月7日。它们以意大利天文学家伽利略·伽利莱（Galileo Galilei）的名字命名，伽利略·伽利莱因发现它们而受到赞誉。

木卫一于1610年1月8日被伽利略·伽利莱发现。四颗伽利略卫星的发现最终使人们认识到，太阳系中的行星绕着太阳运行，而不是太阳系绕着地球旋转。伽利略显然在1610年1月7日观测到了木卫一，但直到第二天晚上才区分木卫一和木卫二。

伽利略最初称木星的卫星为美第奇行星，以强大的意大利社会共和国美第奇家族命名，并在数字上将单个卫星称为I、II、III和IV。伽利略·伽利莱的命名系统将使用几个世纪。直到1800年代中期，木卫三、木卫一、木卫二、木卫三和木卫四的名称才被正式采用。

木卫一比地球的月球大一点，是木星的第三大卫星，也是距离木星的第五大卫星。木星的岩石卫星木卫一是太阳系中火山活动最活跃的世界，有数百座火山，有些喷发的熔岩喷泉高达数十英里（或公里）。木卫一的非凡活动是木星强大的引力与距离木星更远的两颗相邻卫星——木卫二和木卫三——的较小但时间精确的拉力之间拉锯战的结果。

尽管木卫一在围绕这颗气态巨行星的轨道上总是指向木星的同一面，但大卫星木卫二和木卫三扰乱了木卫一的轨道，使其变成不规则的椭圆形轨道。因此，在它与木星的距离变化很大的情况下，木卫一受到巨大的潮汐力的影响。这些力导致木卫一的表面上下凸起（或向内和向外）多达100米。

持续的火山活动和强烈的辐射使木卫一不太可能成为生命的目的地。

这颗卫星广阔的咸水海洋可能是寻找地球以外可能存在生命的环境的最佳地点之一。

木卫二是木星90多颗卫星中最大的一颗。它是离地球第六近的卫星。木卫二和木星的另外三颗最大的卫星——木卫一、木卫三和木卫四——是地球以外发现的第一批卫星。它们以意大利天文学家伽利略·伽利莱（Galileo Galilei）的名字命名，他于1610年1月首次用自制望远镜观测到它们。

木卫二主要由硅酸盐岩石组成，具有水冰地壳，可能还有铁核心。它的大气层非常稀薄，主要由氧气组成。裂缝和条纹在其表面形成条纹，但陨石坑相对较少。科学家们几乎可以肯定，隐藏在木卫二冰冷表面之下的是一个咸水海洋，其水量大约是地球全球海洋的两倍。

木卫二可能是太阳系中最有希望找到适合地球以外某种生命形式的当今环境的地方之一。科学家认为，咸水海洋位于其冰冷的外壳之下，其水量是地球全球海洋的两倍，可能还有作为生命关键成分的化学元素。美国航空航天局将于2024年发射其欧罗巴洛杉矶快船队飞船，以调查木卫二是否具有支持生命的能力，并计划于2030年进入轨道并开始搜索。

作为太阳系中最大的卫星，这个冰冷的世界是唯一拥有自己磁场的卫星，以及随之而来的大气极光。

木星的冰冷卫星木卫三是太阳系中最大的卫星，甚至比水星和矮行星冥王星还要大。有强有力的证据表明，木卫三有一个地下咸水海洋，其水量可能比地球表面的所有水都多。

木卫三是已知的唯一拥有自己磁场的卫星——这在地球等行星上很常见。磁场导致极光或明亮的发光气体带，环绕卫星的两极。

有证据表明木卫三的氧气大气层很稀薄。

美国航空航天局的朱诺号木星探测器航天器于2021年6月7日拍摄的图像为木卫三表面的特征提供了新的视角，包括陨石坑、明显明显的黑暗和明亮地形，以及可能与构造断层相关的长结构特征。在木卫三内部深处，有一个金属铁核，可以产生月球的磁场。一个岩石壳围绕着核心，另一个冰壳围绕着岩石。美国宇航局的几个探测器已经探索了木星及其卫星，包括木卫三。朱诺号载人飞船是最近的一次，于2021年6月拍摄了木卫三的详细照片。

木卫四是太阳系中陨石坑最严重的物体。

木卫四是木星的第二大卫星，也是太阳系中的第三大卫星。它的表面是太阳系中所有物体中陨石坑最严重的。经过的航天器拍摄的木卫四图像显示，明亮的白点在较暗的区域中脱颖而出。科学家认为，明亮的区域主要是冰，而较暗的斑块是冰被侵蚀的区域。

伽利略号木星探测器宇宙飞船在1990年代收集的数据曾被认为是一个死亡的、不活跃的岩石体，表明木卫四在其冰冷的表面下可能有一个咸海。最近的研究表明，这片海洋可能位于地表以下的深度，或者可能根本不存在。如果存在海洋，海洋可能与木卫四上的岩石相互作用，为生命创造了一个潜在的栖息地。

“牧羊卫星”是在木星环系之内或附近的小卫星，或提供给环系物质，或其引力控制环系的结构。

如下图所示，木星有暗的环系，结构很复杂，由四部分组成：①主环，从木卫十五和木卫十六轨道（约1.79RJ）向内到1.72RJ处，宽约6 000 km，厚度约30 km，其亮度大致均匀，仅中部（1.79RJ附近）稍亮些，其外边界恰在最内卫星（木卫十六车道处；②晕环，从主环向内变得更弥漫和更厚，大致到1.287RJ处，厚度达20 000 km；③内薄纱（Gossamer）环，从主环外边界向外延展到木卫五轨道（2.53RJ）处；④外薄纱环，外延展到约3RJ（木卫十四轨道外），非常暗，其亮度随离木星距离正比地减弱，仅在木星同步轨道处（2.24RJ）略亮些。

木星及其四颗大卫星能产生四种可观测的现象。当卫星从木星影子中经过时，发生“卫星食”（eclipse of a satellite）。当卫星从木星背后经过时，被木星遮挡，在地球上能看到木星掩卫星，这时卫星从木星西侧消失然后在东侧复现。当卫星从木星前面经过时，从地球上能看到卫星凌木星，此时卫星从东至西经过木星表面，在黯淡的带斑上，卫星呈现为白色的亮点，而在亮带上，卫星几乎淹没不见，除非你从凌星开始就一直跟踪其位置。当卫星的影子扫过木星表面时，发生卫影凌木星，卫星投在木星上的影子是一个小黑点，在任何望远镜里都能看到。卫星影子也是从东向西经过木星表面。

自从人们了解到木星本身是一颗气态巨行星，它的卫星就成为以人类或外星生命为主角的故事的更受欢迎的背景。有时，整个卫星系统一直是集体关注的焦点，例如杰克·麦克德维特（Jack McDevitt）1984年的短篇小说《信守承诺》（Promise to Keep）。伽利略的四颗卫星——木卫一、木卫二、木卫三和木卫四——在阿尔弗雷德·贝斯特（Alfred Bester）1956年的小说《星星我的目的地》（The Stars My Destination）中都成为了殖民地。