木星在群星中显得很亮，就连平时不大注意星空的人，有时也被木星的光辉所吸引。在一般的情况下，木星比火星亮，比恒星中我们看到的最亮的天狼星要亮。木星在太阳系的所有行星中，是最大的一个，它的赤道半径为71400千米，是地球的11.2倍。木星的体积相当于地球1316倍。它的质量相当于地球的300多倍。如果把其它所有行星的质量加在一起，木星的质量也有这个总和的两倍半。欧洲人用罗马主神“尤皮特”的名字称呼它。我国古代则称它为“岁星”。
1665年，当卡西尼还在意大利的时候，就开始对木星进行过观测。他已觉察到木星上有斑痕，还发现木星的卫星投影在木星的圆面上。这种现象同金星凌日一样。1669年，卡西尼应法国国王的邀请到法国工作。他在巴黎天文台继续对木星进行观测，并以木星表面的斑痕为标志，测定了木星绕轴自转的周期，是在9时50分到9时56分的范围内。这与现今公认的木星赤道部分的自转周期为9时50分30秒相比，达到了相当准确的程度。卡西尼还认为，木星上的斑痕和暗带，是木星上的大气现象，性质上类似地球上空的云彩。在卡西尼时代，天文观测仪器还不大能分辨出行星表面上的细节的时候，他对木星的观测和研究已作出如此贡献，可以说是很不简单的。
到18世纪中叶，英国光学家多朗德（17060～1761年）才发明了消色物镜。在18世纪末，当反射望远镜和消色透镜为人们使用后，为以后对木星进行连续的观测，提供了便利条件。
在太阳系的行星中，木星圆面上的细节算是最丰富的，从望远镜中能看到木星的细节变化无常。因此，人们绘制木星图的时候，就要经常不断地进行观测，要抓紧定期的绘出木星图来。1878年，木星的观测者们看到了木星上的大红斑，它的形状呈卵形，颜色很浓，都以为这是对木星的新发现。但当人们考察了前人所描绘的木星图以后，才发现原来在1665年时，卡西尼已经把这个大红斑描绘出来了。大红斑的长轴有20000千米，相当于地球赤道半径的3倍。它在木星上的相对大小，就好像澳大利亚在地球上那样的。
在几个世纪里，人们只能在远离6亿千米的地球上，从望远镜中看木星的面貌，随着空间技术的发展，从20世纪70年代起，人类有能力派出自己的“使者”飞向木星了。在1972年3月2日傍晚，一枚巨大的“阿特拉斯-半人马”火箭，从美国的佛罗里达东海岸卡纳维拉尔角腾空而起，就是这枚火箭把人类的第一个使者——“先驱者10号”行星际探测器从地球上送出了太阳系。“先驱者10号”飞出地球后，顺利地通过了火星和木星轨道之间的小行星环带，在第二年的12月4日来到木星上空，对木星进行了观测，然后飞出太阳系，朝毕宿五（金牛座α）方向奔去，成为第一个飞出太阳系的人造天体。到1973年4月6日，“先驱者11号”行星际探测器才去追逐“先驱者10号”，到1974年12月3日，从距离木星46400千米处飞过，再次对木星进行探测，当它完成了对木星的探测任务以后，又飞向土星。在1977年8月20日和9月5日，美国先后又发射了“旅行者”2号和1号行星际探测器，在它们完成了对木星的探测任务以后，又继续飞向土星。这几个行星际探测器发回了大量照片和资料，为我们研究木星及其卫星提供了便利条件。
木星是在椭圆的轨道上绕太阳运行，当它距太阳最远时，离太阳有5.2天文单位，最近时距太阳有4.7天文单位。木星绕太阳公转的周期是11.86年，木星的自转轴几乎垂直于它的轨道平面，它是太阳系中自转速度最快的1.颗行星。赤道部分的自转周期为9时50分30秒，两极地区的自转速度稍慢，正因为木星的自转速度快，就使木星的球体变扁。
木星被一层厚厚的大气包围着。这层大气的厚度有1000千米，几乎全部是由氢和氮组成的。大气中氦的含量是氢的10％。此外还有极为少量的甲烷、氨和水汽。“旅行者1号”又探测到大气成分中还有少量的碳、氧元素以及铁和硫。
木星的大气中有云。臼于木星快速自转，云被拉成长条形，形成与赤道平行的明暗交替的云带。这种云带达17条之多。人们一般把明亮的云带叫做“带”，把暗的云带叫做“带纹”。“带”是高压区，温暖的气流在上升，呈现出白色或浅黄色。“带纹”是低压区，气流在下降，呈现出红色或橙色。从探测器在木星上空拍下的照片看出，大气中白色或浅黄色和红色或橙色的云，像波浪一样激烈地翻腾着。在这永不平息的翻腾的云中，有个显著的大红斑。这就是卡西尼在17世纪观测到的那个大红斑。它耸立在南热带区，是个长20000多千米，宽11000千米的红色卵形区域。据“先驱者”号的探测，发现大红斑是个大的气旋风暴，相当于地球上的飓风，但规模相当大，持续的时间也相当长。有人认为大红斑呈红色，是由于气流中含有红磷化合物的缘故。还据“旅行者1号”的探测，大红斑是由玫瑰色、棕色和白色的云层组成，有如一团沿逆时针方向转动的巨大旋风，约6天转动一周。在大红斑的中心部分有个小颗粒，它是大红斑的核。大红斑的温度比周围低。在木星上除大红斑外，还发现一些小红斑。
“旅行者1号”发现在木星的“北极”，可以看到和地球北极上空出现的一样美丽的极光。而且“旅行者1号”在木星的云层上也发现过闪电，说明在那里有相当复杂的碳氢化合物分子存在。
前面说过的木星云层，就是我们看到的“木星外形”。至于木星的主体，由于云层的覆盖，从来没有人看见过。但通过“先驱者11号”对木星的探测，使人类了解到木星不像月亮、水星、金星、火星和地球那样有着固体的表面，木星是一颗液态的流体行星，没有固体的表面。
按“先驱者11号”获得的数据，了解到木星向空中散发的热量，是它从太阳接收到的热量的1.7倍，说明木星是一颗具有热源的行星。过去，人们一直认为行星是不发光；也不发热的，现在看来，这种说法是不合适的。
20世纪50年代，射电天文学家曾经发现木星和地球一样也有磁场。通过“先驱者”系列的探测发现，木星的磁场强度约为地球磁场强度的10倍，木星的磁轴和自转轴的交角约是10°。8，磁极方向恰好与地球相反。也就是说，地球上指向北方的罗盘若是搬到木星上，指针将指向南方。“先驱者”号还发现，木星的磁层比地球的磁层要大100倍。如果肉眼能看到它，所展示的范围要比人们见到月亮大16倍。木星的磁场虽然巨大，但它转动得很快，这就使磁层中心的带电粒子经受巨大的离心力，把带电粒子约束在木星磁赤道附近薄薄的一片区域上。另外，木星的磁层是随着太阳风的“吹拂”，而十分迅速、频繁地收缩和膨胀着。这是地球的磁层所不具备的。
“旅行者1号”发现，木星有个光环，这就使木星一跃进入了具有光环的行星行列，成为继土星、天王星以后第三个带环的行星，从而增加了木星的光彩。木星的光环厚达30千米，宽达6500千米，离木星128000万千米。木星的光环是由许多黑色的碎石块构成的。这些绕木星运转的石块，直径在数十米到数百米之间。由于黑色的石块不反射太阳光，所以过去一直没发现。
