美国从1958年至1977年，先后发射了“先驱者号”和“旅行者号”对木星进行了一系列的研究，获得了许多重要成果：
(1)木星上有个最显著的特征，就是在其赤道南侧有个长2万多公里，宽1万多公里的椭圆形大红斑。它有时变得十分显眼、色彩浓烈，有时变得暗淡徽红，而且它的大小也在变化。大红斑的实质是什么呢？通过探测器的探测，大红斑之谜终于弄清楚了。原来它是木星大气中的巨大旋涡，里面气浪翻滚十分激烈。象一团巨大的旋风高速转动，旋涡式气流中含有红磷化合物，因而旋涡呈红色。
(2)望远镜观测发现木星表面的另一特征是有许多平行于赤道的亮带和暗纹，而且有的呈红金色，有的呈红褐色和纯白色，也有深绿色的。这些横条花纹究竟是什么呢？行星探测器探测表明暗的带纹是较低较热的云区，亮带则是较高较热的云区。这里说的冷或热是相对而言的，它们的温度都很低，均在摄氏零下一百四十度左右。云带中的颜色是因云中含有硫化铵、硫化氢铵以及各种有机化合物等有色物质的缘故。
(3)“旅行者”1号在木星的背日面发现了三万多公里长的极光。这表明木星大气受到许多高能粒子的轰击。这是在地球以外的天体上首次发现的极光，它是我们研究木星大气情况的宝贵资料。木星上有雷电现象，其闪电长度不小于地球直径。
(4)发现木星也有和土星、天王星类似的光环。由于木星光环很窄很薄，所以长期没有被发现。木星环有外环和内环，外环较亮、内环较暗。
(5)又发现了一些新的木星卫星。至今确认的已有1 6个。对木星最大的四个卫星获得了一些新资料。如木卫-上至少有八座活火山，以每小时1800公里的速度喷射着物质，喷出物的高度可达450公里。木卫三是太阳系里所有卫星中最大的一个，表面存在着环形山和断层。木卫二和木卫四上面都有冰层。
(6)木星具有比地球更大更强的磁场和磁层。探测表明木星磁场是偶极场，但是磁场的方向正好与地磁场相反。地球上的指南针放到木星上去将指北。木星磁场的分布非常复杂，有些区域的磁场是四极的和八极的。
