vignette|Jupiter photographiée par la caméra de la sonde spatiale Cassini–Huygens.
L'exploration du système jovien (Jupiter, ses satellites, ses anneaux) à l'aide de sondes spatiales débute en 1973 avec le survol de la planète par . Malgré la puissance toujours plus importante des télescopes terrestres, les missions spatiales, grâce aux mesures effectuées , constituent une source d'informations irremplaçable sur les caractéristiques du système jovien.
La planète Jupiter, avec son cortège de satellites, constitue l'archétype des planètes géantes gazeuses présentes dans le Système solaire. Plus grande planète du système solaire, elle est entourée de 79 satellites naturels. Les quatre plus grands, les lunes galiléennes, présentent un intérêt particulier. Par ordre d'éloignement à la planète : Io, caractérisé par une forte activité volcanique, Europe, qui pourrait abriter des formes de vie dans son océan souterrain, Ganymède, plus grande lune du système solaire, et Callisto, qui pourrait également abriter un océan souterrain.
Jupiter, du fait de sa distance de la Terre et du Soleil et de son environnement radiatif, est toutefois une destination spatiale complexe qui nécessite un savoir-faire et des ressources financières que seule l'agence spatiale américaine, la NASA, est parvenue à réunir jusque dans les années 2010. En 2021, une dizaine de missions spatiales ont visité Jupiter et ses satellites, dont près de la moitié avait pour objectif principal de bénéficier de l'assistance gravitationnelle de celle-ci pour atteindre une autre destination. Seules deux d'entre elles, Galileo et, depuis 2016, Juno, ont pu mener des missions prolongées en se plaçant en orbite. Toutefois, deux missions, qui doivent se placer en orbite autour des lunes galiléennes, sont programmées pour la décennie 2020. La mission JUICE, de l'Agence spatiale européenne, dont le lancement est prévu en 2023, est la première mission vers les planètes externes du système solaire qui ne soit pas développée par la NASA.