木星的内部结构也与众行星不同，它没有固体外壳，在浓密的大气之下是液态氢组成的海洋。木星的内部是由铁和硅组成的固体核，称为木星核，温度高达30000℃。木星核的外部绝大部分是氢，液态的氢分子层厚达14000多千米，液态的金属层厚达45000多千米，这两层合称为木星幔。木星幔的外面是木星的大气层，大气中的成份和太阳差不多，88％是氢，11％是氦，其它的是甲烷、氨、水蒸气、一氧化碳，仅占1％。木星大气中的甲烷有些类似地球上的臭氧，具有吸引紫外线的作用。木星大气中还有十分强烈和频繁的闪电现象，平均每年约有250次。在木星的背面还发现了长达3万千米的极光，证明木星大气受到很多高能粒子的袭击。它是除了地球以外第二个发现有极光现象的天体。