石质的内核
木星可能有一个石质的内核，相当于10～15个地球的质量。内核上则是大部分的行星物质集结地，以液态氢的形式存在。这些木星上最普通的形式基础可能只在40亿帕压强下才存在，木星内部就是这种环境（土星也是）。液态金属氢由离子化的质子与电子组成（类似于太阳的内部，不过温度低多了）。在木星内部的温度压强下，氢气是液态的，而非气态，这使它成为木星磁场的电子指挥者与根源，木星的磁场强度大约10高斯，比地球大10倍。同样在这一层也可能含有一些氦和微量的冰。木星还是天空中已知的最强的射电源之一。
最外层主要由普通的氢气与氦气分子组成，它们在内部是液体，而在较外部则气体化了，我们所能看到的就是这深邃的一层的较高处。水、二氧化碳、甲烷及其他一些简单气体分子在此处也有一点儿。
云层的三个明显分层中被认为存在着氨冰、铵水硫化物和冰水混合物。然而，来自“伽利略号”的初步观测结果表明云层中这些物质极其稀少（一个仪器看来已检测了最外层，另一个同时可能已检测了第二外层）。但这次证明的地表位置十分不同寻常——基于地球的望远镜观察及更多的来自“伽利略号”轨道飞船的最近观察提示这次证明所选的区域很可能是那时候木星表面最温暖又是云层最少的地区。
来自“伽利略号”的大气层数据同样证明那里的水比预计的少得多，原先预计木星大气所包含的氧是目前太阳的两倍（算上充足的氢来生成水），但目前实际集中的比太阳要少。另外一个惊人的消息是大气外层的高温和它的密度。
由于木星离太阳平均距离为7.78亿千米，因此木星的表面温度比地球表面温度低得多。从木星接受太阳辐射计算，其表面有效温度值为-168℃，而地球观测值为-139℃，“先驱者11号”宇宙飞船的探测值为-148℃，仍比计算值高，这也说明木星有内部热源。
“先驱者号”探测器对木星考察的结果表明，木星没有固体表面，木星是一个流体行星。主要大气成分是氢和氦。木星的内部分为木星核和木星幔两层，木星核位于木星中心，主要由铁和硅构成，是固体核，温度达3万K。木星幔位于木星核外，以氢为主要元素组成的厚层，其厚度约为7万千米。木幔外就是木星大气，再向外延伸1000千米，就到云顶。
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我们都知道，地球是一个很大的星球，但是如果把它和木星放在一起，简直就像是拿芝麻比西瓜。木星的直径大约是地球的11倍，体积更是大得惊人，其他七大行星的体积相加也没有它大，而且木星的质量是地球的318倍，约是其他七大行星质量总和的25倍。西方人更是用罗马神话中威力无比、主宰着众神和人类的“朱庇特”为其命名。由此可见，木星是真正的“八星之冠”。