Он исследовал систему Юпитера почти восемь лет и прошел мимо всех его основных спутников. Его камера и девять других инструментов отправили отчеты, которые позволили ученым, среди прочего, определить, что ледяная луна Юпитера Европа, вероятно, имеет подземный океан с большим количеством воды, чем общее количество на Земле. Они обнаружили, что вулканы Луны Ио неоднократно и быстро всплывают на поверхность этого маленького мира.
Они обнаружили, что гигантский спутник Ганимед обладает собственным магнитным полем. Галилей даже нес небольшой зонд, который он развернул и отправил глубоко в атмосферу Юпитера, снимая показания в течение почти часа, прежде чем зонд был раздавлен подавляющим давлением.