“先驅者10”號探測器
“卡西尼”號探測器
“伽利略”號探測器
“旅行者1”號探測器
“尤利西斯”號探測器
“新地平線”號探測器
“先驅者11”號探測器
“旅行者2”號探測器
2011年8月發射的“朱諾”號探測器于2016年7月5日（北京時間）順利進入木星軌道。“朱諾”號是人類歷史上迄今距離木星最近的探測器，它利用木星的磁場、引力場及天然出現的電磁波來研究這顆巨大氣態行星的神秘內核，同時也將首次為木星極地拍照，並對照亮木星南北極的北極光進行深入研究，有望增進人們對木星的起源、演化以及行星形成的理解。
根據NASA的數據，2011年8月5日，“朱諾”號探測器從美國佛羅裏達州卡納維拉爾角發射升空，開啟木星之旅。2016年6月11日，“朱諾”號開始全天候從地球收發數據；6月20日，用於保護主引擎免受微小隕石和星際塵埃損壞的防護罩開啟；6月28日，“朱諾”號推進系統開始增壓，做最後準備；7月4日，“朱諾”號關閉與進入軌道無關的所有設備，打開推進器，進入木星軌道。
最初，天文學家們使用地球上的望遠鏡來研究木星。伽利略是第一個用望遠鏡觀測木星的天文學家，正是他最先使用望遠鏡發現了木星的4顆衛星。此外，天文學家也使用圍繞地球旋轉的類似哈勃太空望遠鏡的望遠鏡來研究木星。
為了一睹木星的“真容”，揭示其“內心”，NASA已先後向木星派出了8個探測器：“先驅者10”號、“先驅者11”號、“旅行者1”號、“旅行者2”號、“尤利西斯”號、“伽利略”號、“卡西尼”號土星探測器、“新地平線”號冥王星探測器。
“先驅者10”號探測器是NASA于1972年3月2日發射的一艘航太飛行器，也是第一艘越過小行星帶近距離觀測木星的飛行器。1973年12月，“先驅者10”號首次拜訪木星，並於當年12月3日發回了第一組木星的近距離圖像。
“先驅者11”號是第二個用來研究木星和外太陽系的空間探測器，也是第一個研究土星及其光環的探測器，于1974年12月拜訪木星。
1977年8月和9月，“旅行者1”號、“旅行者2”號發射升空，飛奔木星，而後前往土星。1979年3月7日，“旅行者1”號首次發現了木星環。“旅行者2”號在1979年7月9日最接近木星，在距離木星雲頂57萬公里處掠過。這次拜訪新發現了幾個環繞木星的環，並拍攝了一些顯示木衛一火山活動的照片。
“尤利西斯”號探測器由NASA與歐洲航太局（ESA）合作建造、發射和運作，于1990年11月由美國“發現”號太空梭攜帶進入太空，隨後開始了探索太陽兩極的漫漫征途。1992年2月，在飛經木星附近時，“尤利西斯”號6次探測到了源於木星或木星周圍衛星以28天為週期的塵埃爆發。
“伽利略”號木星探測器1989年從“亞特蘭蒂斯”號太空梭上發射，是NASA第一個直接專用探測木星的航太器，也是NASA發射的最成功探測器之一，于1989年升空，1995年12月抵達環木星軌道。
2000年，“卡西尼”號探測器在前往土星的過程中掠過木星。2007年，“新地平線”號探測器掠過木星。
這些探測任務對木星的大氣層、表面、衛星及環進行了研究，也近距離的給木星拍了照，讓人類得以一睹木星的“尊容”。
