Giove orbita attorno al Sole ad una distanza media di 5,20 unità astronomiche e compie una rivoluzione in 11,8565 anni siderali. L'orbita del pianeta è inclinata di 1,305° rispetto all'eclittica e di 3,12° rispetto al suo equatore, ed è caratterizzata da un'eccentricità orbitale pari a 0,04839. La sua velocità orbitale media è di 47051 km/h. L'atmosfera gioviana, similmente a quella di Saturno, si compone per la massima parte di idrogeno ed elio, i due stessi elementi principali che costituiscono il Sole e, in generale, l'Universo. Essa è attraversata da venti molto violenti, che possono raggiungere velocità nell'ordine dei 500-600 km/h.
Giove ruota su se stesso più rapidamente di tutti gli altri pianeti del Sistema Solare. Osservando l'incedere delle macchie sulla sua superficie, si è scoperto che il pianeta non ruota rigidamente come un corpo solido. Tuttavia, a differenza della rotazione differenziale del Sole, che presenta una variazione graduale della velocità di rotazione dall'equatore ai poli, il periodo di rotazione di Giove possiede variazioni zonali che ricordano molto quelle dell'atmosfera terrestre. Nella fascia compresa tra ±10° dall'equatore, il periodo di rotazione è di circa 9h 50m.
Al di sotto dell'atmosfera l'idrogeno, da gassoso, si fa liquido, mentre a circa 24000 chilometri di profondità probabilmente si trasforma in idrogeno metallico liquido; questo stato di aggregazione è analogo a quello che si ritiene esistere all'interno del Sole, ma ad una temperatura molto inferiore. La capacità di veicolare correnti elettriche potrebbe giustificare la presenza di una densa magnetosfera caratterizzata da un campo magnetico inusualmente intenso. La suddivisione fra i diversi stati non è nota con precisione, probabilmente le diverse fasi dell'idrogeno compenetrano gradualmente l'una nell'altra.Il nucleo del pianeta è piccolo e roccioso. L'accelerazione di gravità presente su Giove, a livello della sua superficie liquida, è molto alta, la maggiore nel sistema solare, escluso naturalmente il Sole. Si è calcolato che sia pari a 2,64 volte quella presente sulla Terra. Questo significa, fra l'altro, che un uomo che sulla Terra pesi 80 chili, su Giove peserebbe circa 200 chili. A meno di scoperte rivoluzionarie o di soluzioni fantasiose (l'astronauta immerso in un ambiente di acqua, contenuto in una speciale vasca nell'astronave), è impossibile per un essere umano odierno visitare la superficie liquida di Giove. È però possibile esplorarne l'atmosfera gassosa.Gli altri pianeti gassosi (o meglio "liquidi"), e cioè Saturno, Urano e Nettuno, hanno un valore di accelerazione di gravità simile a quello che si sperimenta sulla Terra, e sono perciò teoricamente esplorabili dall'uomo. Saturno, addirittura, pur essendo molto grande, e con un volume simile a quello di Giove, possiede però una massa molto minore (la materia è meno densa), tanto che la gravità alla sua superficie è minore di quella terrestre.
Giove è circondato da una serie di sottilissimi anelli composti da piccole particelle rocciose. Attorno al pianeta ruotano 63 satelliti, di cui solo 16 hanno un nome. I più importanti, detti anche Galileiani o Medicei, furono scoperti da Galileo Galilei e da questi dedicati a Cosimo II de' Medici, e sono:
* Io: caratterizzato da un'intensa attività vulcanica, provocata dalla piccola distanza che lo separa da Giove e dalla sua orbita eccentrica. Le potentissime maree indotte da Giove sulla superficie di Io provocano fusione delle rocce, e conseguenti fenomeni di emissione di roccia fusa, cioè di lava. La superficie del satellite è in continua mutazione, provocata dall'emissione di materiale vulcanico.
* Europa: ha un nucleo roccioso ricoperto da una spessa coltre di ghiaccio, priva di crateri. Attualmente si ritiene possibile trovare acqua in forma liquida, nascosta sotto lo spesso strato di ghiaccio superficiale. A causa dei continui movimenti della crosta ghiacciata sulla superficie del satellite è impossibile rinvenire crateri meteoritici, ben visibili su tutti gli altri satelliti gioviani.
* Ganimede: il più grande dei satelliti, formato da ghiaccio e rocce. È anche il più grande di tutti i satelliti del Sistema Solare, primato che fino a pochi anni fa si riteneva appartenere a Titano, luna di Saturno.
* Callisto: composto da ghiaccio e roccia, ha una superficie intensamente craterizzata.
Un altro importante satellite è:
* Amaltea
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