在木星液态分子氢层上面是木星的大气层，它的厚度有1000千米，在可见的大气层顶部温度约为-150℃。木星厚厚的大气层的成分大部分(约86%)是氢，另有13. 8%是氦，剩下其他成分占0.2%。它们以冰晶或微滴的形式存在，并形成稠密的云层。在太阳系很难找到比木星大气更狂暴的环境，木星快速的自转所搅动的风时速可以达到650千米，由此而生成的巨大的漩涡系统从地球上都能看得见。
大红斑的奥秘
大红斑是一个耸出木星顶部云层约8千米的巨大风暴中心，它与飓风相似，但是没有“风眼”。这个比地球大三倍的“飓风”，已经肆虐木星大气三百余年。大红斑主要由氨气和冰云组成，形状近似椭圆，其长轴平行于木星的赤道。大红斑的长度在24000～40000千米间变化，宽度则保持在约13000千米。大红斑像一个巨大的旋流从低层大气中向上吸取物质，并每约6个地球日逆时针旋转一圈。