Наблюдаемая поверхность Юgbnthf состоит из облаков и других атмосферных образований и пересечена многочисленными тёмными полосами (поясами), разделёнными светлыми зонами, расположенными параллельно экватору, который наклонен всего лишь на 3*04' к плоскости орбиты Юпитера. Полосы имеют разнообразную окраску и сложную структуру, которая постоянно изменяется. Особенно изменчив вид Южных и Северных экваториальных полос, которые временами исчезают, а затем восстанавливаются с намечающейся цикличностью около 4 лет. Очень узкая экваториальная полоса также нередко становится невидимой. Околополярные же области сравнительно устойчивы.
Количество тепла, приходящего от Солнца на единицу площади Юпитера, составляет 51.0 вт/м2, т. е. в 27 раз меньше, чем на единицу площади Земли. Такое количество тепла способно нагреть поверхность Юпитера до температуры (равновесной) 110 К. Между тем прямые измерения как наземными средствами, так и с помощью космических зондов указывают на температуру до 145 К по измерениям инфракрасного излучения Юпитера и на более высокие значения - до 170 К в сантиметровом радиодиапазоне. В отдельных местах тёмных полос инфракрасное излучение в очень длинных волнах приводит к значениям температуры от 200 до 270 К. Рекордно высокая температура 310 К. была обнаружена в одном тёмном пятне (6 х 12 тыс. км) близ экватора. Такая температура может быть обусловлена только потоком тепла из недр планеты, превышающим поток, приходящий от Солнца, в 2 раза.
В облачной структуре Юпитера существуют более или менее постоянные образования, примером которых служит Большое красное пятно (БКП), расположенное на широте около 22* в Южной тропической зоне. БКП имеет форму овала длиной до 40000 км и шириной около 13000 км. Цвет его - красный, но бывают годы, когда оно лишь с трудом выделяется на белом фоне зоны. Эффекты вращения и вертикальные движения в атмосфере в сочетании с различными уровнями облаков обусловливают сложную зависимость видимых систематических движений на разных удалениях от экватора. Периоды вращения PI и PII лишь в среднем описывают вращение атмосферы Юпитера. В действительности же, систематические направленные ветры, действующие в той или иной полосе или зоне, приводят к сильно отличающимся значениям периода вращения.
Химический состав атмосферы Юпитера определяется спектроскопически. По сильным полосам поглощения раньше всего в атмосфере Юпитера были обнаружены метан (CH4) и аммиак (NH3). Позднее по слабым полосам в инфракрасной области спектра был обнаружен молекулярный водород (H2), затем пары воды (H2O), молекулы ацетилена (C2H2), этана (C2H6), фосфина (PH3) и, наконец, окиси углерода (CO).
Тёмные полосы Юпитера имеют аэрозольную природу и состоят из частиц диаметром 0,2-0,3 мкм. Над уровнем, где атмосферное давление составляет 1 атм (к нему относятся приведённые выше геометрические размеры Юпитера), располагаются кристаллы аммиака. Несколько ниже этого уровня находятся твёрдые частицы полисульфидов, ещё ниже - ледяные кристаллики воды и, наконец, на 60 км ниже этого уровня - взвешенные капли раствора аммиака в воде.