木星大气层是太阳系内最大的行星大气层 ，主要由和太阳的比例大致相同的氢分子和氦构成，其他的化学成分，包括甲烷、氨、硫化氢和水只有很少的数量。水被认为存在于大气层的深处，所以被观测到的数值偏低。氧、氮、硫和惰性气体的丰度大约是太阳的三倍。
参考了地球大气层的结构，随着高度的增加，木星的大气层被分为四个层次：对流层、平流层、增温层和散逸层。不同于地球的大气层，木星欠缺中气层。木星没有固体的表面，大气最底层的对流层，平稳的转换进入行星的流体内部。这是温度和压力在氢和氦的临界点之上造成的结果，意味着气体和液体的相位之间没有明确的界限存在。
英国《自然》杂志近日同时发表了4篇行星科学论文，详细介绍了关于木星特性的新发现，包括其重力场、大气流动、内部成分和极地气旋，这是美国国家航空航天局（NASA）“朱诺”号木星探测器的关键成果。
虽然人们对木星表面（具有明显的黑暗“带”和明亮“区”）进行了大量研究，但是对其内部深层仍然所知不多。2016年，“朱诺”号正式“拜谒”木星，是人类首次有机会以极近距离观察这颗行星之王。
此次，意大利罗马大学研究团队利用“朱诺”号的多普勒跟踪测量数据深入研究木星重力场。此前已知，木星两极重力场不一样，而一个高速旋转的扁圆（两极较扁）流体行星表现出这种南北不对称性出人意料，团队认为这是由大气流动和内部风流导致的。
另外两项研究评估了木星风流的深度。以色列魏茨曼科学研究学院团队分析了木星的“奇阶”重力场系数，表明木星的喷流一直至云层以下3000公里处，并报告称，木星汹涌澎湃的大气约占木星总质量的1%。
法国研究团队则分析了木星“偶阶”重力场系数，发现在云层以下3000公里以上处，木星的深层内部由氢和氦混合组成，它们像固体一样旋转。
在第4篇论文中，意大利国家天文物理研究所科学家报告了“朱诺”号对木星极地地区进行的全面的可见光和红外观测结果。他们发现，已知木星两极存在的气旋会产生持久的多边形形态。在木星北极，8个极区气旋围绕1个极点气旋，而在南极，5个极区气旋围绕1个极点气旋。但是，这些气旋的起源以及它们为何可以持续存在而没有合并，却仍不为人知。
科学家总结表示，如果土星和木星的内部动力学可以在物理学上达成协调一致，那么对人类进一步理解气体巨行星的内部动力学有着决定性帮助。
