अंतरिक्ष की खोज में गैलीलियो, रोबोट यूएस अंतरिक्ष यान ग्रह, उसके चुंबकीय क्षेत्र और उसके चंद्रमाओं के विस्तारित कक्षीय अध्ययन के लिए बृहस्पति को लॉन्च किया। गैलीलियो पायनियर्स 10 और 11 (1973-74) और वायोसर्स 1 और 2 (1979) की बहुत अधिक यात्रा करने वाले फ़्लाय-ऑन का अनुसरण करते थे।
गैलीलियो को 18 अक्टूबर 1989 को अंतरिक्ष यान अटलांटिस द्वारा पृथ्वी की कक्षा में रखा गया था। इसके बाद इसे बृहस्पति की ओर एक गोल चक्कर पथ में बढ़ाया गया, जिसके साथ इसे गुरुत्व-सहायता, या स्लिंगशॉट की एक श्रृंखला, शुक्र के फ्लाईबिस (10 फरवरी, 1990) और पृथ्वी (8 दिसंबर, 1990 और 8 दिसंबर, 1992) के दौरान लाभ हुआ। । इंटरप्लेनेटरी क्रूज के दौरान और फिर बृहस्पति के मैग्नेटोस्फीयर के भीतर सौर हवा के कणों और क्षेत्रों की निगरानी के लिए सेंसर के अलावा, गैलीलियो एक स्कैन प्लेटफॉर्म से लैस था जिसने चार ऑप्टिकल उपकरणों को चलाया। एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाला कैमरा एक निकट-अवरक्त मानचित्रण स्पेक्ट्रोमीटर (बृहस्पति के चंद्रमाओं और ग्रह के वायुमंडल की संरचना की थर्मल, रासायनिक और संरचनात्मक प्रकृति का अध्ययन करने के लिए), एक पराबैंगनी स्पेक्ट्रोमीटर (गैसों और एयरोसोल्स को मापने के लिए और जटिल अणुओं का पता लगाने के लिए) द्वारा पूरक था।), और एक एकीकृत फोटोपोलीमीटर और रेडियोमीटर (वायुमंडलीय संरचना और थर्मल ऊर्जा वितरण का अध्ययन करने के लिए)।
क्षुद्रग्रह बेल्ट में दो गुजरने के दौरान, गैलीलियो ने क्षुद्रग्रह गैसप्रा (29 अक्टूबर, 1991) और इडा (28 अगस्त, 1993) से उड़ान भरी, जिससे इस तरह के निकायों के पहले नज़दीकी दृश्य प्रदान किए गए; इस प्रक्रिया में, इसने एक छोटे उपग्रह (डैक्टाइल) की खोज की, जो इडा की परिक्रमा कर रहा था। गैलीलियो ने बृहस्पति के साथ धूमकेतु शोमेकर-लेवी 9 की टक्कर का एक अनूठा परिप्रेक्ष्य भी प्रस्तुत किया क्योंकि यह जुलाई 1994 में ग्रह पर बंद हुआ था।
13 जुलाई 1995 को, गैलीलियो ने बृहस्पति के साथ टकराव के पाठ्यक्रम पर 339-किलोग्राम (747 पाउंड) वायुमंडलीय जांच जारी की। लगभग पांच महीने बाद (7 दिसंबर) जांच ने भूमध्य रेखा के थोड़ा उत्तर में जोवियन क्लाउड टॉप में प्रवेश किया। जैसा कि यह धीरे-धीरे 165 किमी (लगभग 100 मील) वायुमंडल के माध्यम से पैराशूट से उतरा, इसके उपकरणों ने परिवेश के तापमान, दबाव, घनत्व, शुद्ध ऊर्जा प्रवाह, विद्युत निर्वहन, बादल संरचना और रासायनिक संरचना पर रिपोर्ट किया। लगभग 58 मिनट के बाद, अपने मिशन को प्राप्त करने के बाद, बढ़ते तापमान के कारण जांच का ट्रांसमीटर विफल हो गया। कुछ घंटों बाद, छह साल और 3.7 बिलियन किमी (2.3 बिलियन मील) की यात्रा पूरी करते हुए, मुख्य गैलीलियो शिल्प ने बृहस्पति के चारों ओर कक्षा में प्रवेश किया।
अगले पांच वर्षों में गैलीलियो ने उन कक्षाओं की एक श्रृंखला की उड़ान भरी, जो बृहस्पति के चार सबसे बड़े चंद्रमाओं के साथ घनिष्ठ मुठभेड़ उत्पन्न करते हैं - ग्रह, Io, यूरोपा, गेनीमेड और कैलिस्टो से दूरी के क्रम में। मिशन में अपने उच्च-लाभ वाले मुख्य ऐन्टेना के जल्दी शुरू होने के बावजूद, जो मूल रूप से योजना बनाई गई भव्य इमेजिंग कवरेज के प्रसारण को निराश करता था, गैलीलियो ने बृहस्पति की बादल परतों के चंद्रमाओं और नाटकीय चित्रों पर चयनित सुविधाओं के करीब-करीब चित्रों का खुलासा किया था, अरोरा और तूफान प्रणाली, जिसमें लंबे समय तक रहने वाले ग्रेट रेड स्पॉट शामिल हैं। एक विशेष आकर्षण यूरोपा के चकनाचूर बर्फीले सतह के अपने विस्तृत विचार थे, जिसमें तरल पानी के एक संभावित उपसतह महासागर का सबूत दिखाया गया था। गैलीलियो के दो साल के प्राथमिक मिशन के पूरा होने के बाद, इसकी कक्षा को गहनता में भेजने के लिए समायोजित किया गया था, जो कि ग्रह के समीप तीव्र रूप से हानिकारक विकिरण को Io के बहुत करीब से गुजरने के लिए और अभूतपूर्व विस्तार से इसके सक्रिय ज्वालामुखियों की छानबीन करने के लिए समायोजित किया गया था। कैसिनी अंतरिक्ष यान (15 अक्टूबर, 1997 को लॉन्च) के साथ बृहस्पति के चुंबकीय वातावरण के समन्वित अध्ययन के बाद, क्योंकि जेट ने दिसंबर 2000 में शनि के मार्ग में जोवियन प्रणाली से उड़ान भरी थी, गैलीलियो की गतिविधि को रोक दिया गया था। सितंबर 2003 में इसे बृहस्पति के चंद्रमा के संभावित संदूषण को रोकने के लिए बृहस्पति के वातावरण में खुद को नष्ट करने के लिए भेजा गया था।
