卫一）与地球不同，木卫二大气中的氧是非生物来源的。很可能是带电粒子的撞击和阳光中的紫外线线的照射使木卫二表面冰层中部分水分子分解成氧和氢，氢因原子量低而逃逸，原子量相对较高的氧则被保留下来。
木卫二与木星之间的平均距离为 670,900 千米，公转一周只须三天半的时间。它的轨道十分接近正圆，偏心率仅0.009。 跟其他的伽利略卫星一样，木卫二也被潮汐锁定，因而有一个半球永远朝向木星。由木星和其他卫星不同方向的重力牵引所转化成的热和能量为有可能发生的，冰层内部液化成海洋，以及驱动表层下的地质运动提供了必要的条件。
木卫二的主体构成与类地行星相似，即主要由硅酸盐岩石构成。它的表面由水覆盖，据推测厚可达上百千米（上层为冻结的冰壳，冰壳下是液态的海洋），1995到2003年期间环绕木星进行科学考查的伽利略号飞船所采集到的磁场数据表明，木卫二在木星磁场的影响下自身能够产生一个感应磁场，这一发现暗示着，其表层内部很可能存在与咸水海洋相似的传导层，木卫二可能还有一个金属性的铁核。
木卫二的表面大体光滑，很少有超过几百米的起伏，不过在某些地区也可以观测到接近一