En février 2004, on connaissait 63 satellites naturels de Jupiter : 4 grands satellites, 12 autres de taille inférieure mais encore significative, 18 de petite taille (1 à 2 kilomètres de diamètre) et 29 qui ont été découverts récemment, mais pas encore nommés. On peut les classer en quatre grands groupes :

• Les quatre lunes galiléennes de Jupiter. De haut en bas : Io, Europe, Ganymède et Callisto.
• Le groupe interne n'a été découvert que par la mission Voyager, à l'exception d'Amalthée. Tous ces satellites ont un diamètre de moins de 200 km et orbitent à moins de 200 000 km du centre de Jupiter, sur des orbites à peine inclinées, moins d'un demi-degré : Métis, Adrastée, Amalthée et Thébé.
• Les 4 satellites galiléens ont été découverts par Galilée en 1610. Ils sont parmi les plus grosses lunes du système solaire. Ganymède est même la plus grosse. Ils orbitent entre 400 000 km et 2 000 000 km : Io, Europe, Ganymède et Callisto.
• La petite lune Thémisto forme un groupe à elle seule.
• Le groupe d'Himalia, découvert au vingtième siècle mais avant Voyager, comprend cinq lunes de 170 km de diamètre ou moins, orbitant entre 11 000 000 km et 13 000 000 km sur des orbites inclinées de 26° à 29° : Léda, Himalia, Lysithée, Élara et S/2000 J 11.
• La petite lune S/2003 J 20 forme un autre groupe isolé, aux caractéristiques intermédiaires entre le groupe d'Himalia et celui de Pasiphaé.
• Le groupe externe de Pasiphaé, là encore découvert au vingtième siècle mais avant le programme Voyager, présente des satellites de 60 km de diamètre ou moins, orbitant entre 17 000 000 km et 30 000 000 km sur des orbites rétrogrades inclinées de 145° à 165°. Les plus gros satellites sont Ananké, Carmé, Pasiphaé et Sinopé, mais beaucoup de lunes minuscules ont été découvertes récemment dans cette zone. Ce groupe comptait 48 lunes en 2004.

Les trois groupes de petites lunes pourraient provenir dans chaque cas d'une même origine, peut-être une lune plus grosse ou un corps céleste capturé qui se seraient ensuite brisés. Les 16 satellites principaux ont été nommés d'après les conquêtes amoureuses de Zeus, le nom grec du dieu Jupiter.

Les orbites d'Io, Europe et Ganymède sont en résonance orbitale. Quand Ganymède tourne une fois autour de Jupiter, Europe tourne exactement deux fois et Io quatre fois. En conséquence, les orbites de ces lunes sont déformées elliptiquement, chacune d'elle recevant en chaque point de son orbite un petit plus gravitationnel de la part des deux autres.

En revanche, les forces de marées de Jupiter tendent à rendre leurs orbites circulaires. Ces deux forces déforment chacune de ces trois lunes quand elles s'approchent de la planète, provoquant un réchauffement de leur noyau. En particulier, Io présente une activité volcanique intense et Europe un remodelage constant de sa surface.