地旋转轴偏移了80多度。这样的极端变化表明木卫二表面冰壳厚度不一致，在其下面有广阔的海洋。科学家们还用多种航天器获得的照片，绘制了木卫二表面直径达500千米以上的大型弧状盆地图像。经综合分析研究，科学家们认为，木卫二内部有一个金属核，核外是石质的壳，壳外是液态水海洋，海洋表面是冰层。
由于水是孕育生命的重要条件，故而科学家们在发现木卫二上可能有海洋之后，就推断其海洋中可能有生命。
1979年旅行者号发现木卫二表面广泛分布着弯曲的褐色条纹之后，有的科学家就认为，这意味着该星球上存在着有机分子，因为多种有机聚合物是呈褐色的。同时对可能存在的海洋来说，其环境可以维持有机体的生存，因而估计木卫二上可能存活细菌一类的低级生物。
1996年8月，美国科学家提出，木卫二的海底也可能存在火山，其喷发提供的热量足以使某些不需要阳光和空气的微生物生存下去，这一论点被称为木卫二生命假说。
木卫二冰层下面有水、充足的热量和有机化合物这三个生命存在的基本要素，其环境很有可能符合宇宙生物学的标准。地球海洋深处一些火山口的周围，没有阳光和氧气的极端恶劣的自然环