木卫三，被称作木星的巨子，拥有卫星中的巨无霸之誉。其宽广程度超越了水星，若置身于太阳的环绕中，木卫三俨然可作为行星自居。它的幅员辽阔，因引力的作用足够塑成圆球之形。
木卫三绕木星一周的时间约为7.16个地球日。它环绕木星的路径平均距离约为665000英里，几乎紧贴木星的赤道带。潮汐锁定下的木卫三，一面朝向木星，自转一周与公转周期等长，仅为7个地球日。
木卫三围绕木星的环行具有极高的圆形轨迹，其轨道倾角亦属微小。它与木星的另外两颗卫星共同处于拉普拉斯共振状态，在木卫二绕木星一圈之时，木卫三恰好绕行一圈，而木卫一则四圈。
木卫三拥有的深海秘密和体积上的类似，使得科学家们猜测其冰层下可能存在一个巨大的固体核。据测算，若月球总直径作为参照，木卫三的核心直径约为其一半，即2650英里。
木卫三的表面某些区域历经45亿年风雨，被侵蚀的痕迹，加之独特的沟槽和裂痕，透露了其深海奥秘。
木卫三于1610年被伽利略所发现，并被命名为木卫三，用以纪念希腊神话中为众神服务的少年。起初只被简单编号，但“盖尼米德”这一称呼不久便被官方接纳。
木卫三的冰冷外衣之下，隐藏着液态水的海洋。其核心并不像地球和金星那般由放射性元素的衰变而生热，而是受木星与其它卫星间引力拔河的影响而发热。木卫三是已知唯一拥有磁场的卫星，可能存在熔融的磁核，尽管远小于地球的。
木卫三的表面较为平滑，陨石撞击留下的坑洞点缀其上。而任何重大撞击一旦穿透冰层，便会被水填补。
木卫三的大气层极为稀薄，与土卫六拥有的碳氢化合物大气层及乙烷云、甲烷雨形成对比。木卫三大气中的氧痕迹，或是冰分解产物。氢的逸出留下氧，加之木星磁场作用下撞击产生的臭氧。
木卫三表面某些区域充满岁月的痕迹，而其他地区则呈现出仿佛遍布裂痕的地貌。这些地表形态或许是移动缓慢的冰层作用的结果，或者可能由潮汐引起的地震活动所塑造，如同地球上的板块构造。当裂缝出现，冰冷的岩浆便会填充其中，形成蜿蜒曲折、绵延数百英里的平滑沟槽。
木卫三的显著标志为名为阿纳特的大陨石坑，此外还有无数小陨石坑散布其上。老旧的地表区域，由于冰水尚未完全填满，陨坑数量远超更新的区域。
那些几乎被侵蚀殆尽或已填满的陨石坑，暗示着木卫三的表面仍在不断演变。与月球不同，木卫三的撞击山脉在熔融岩石未被撞入大气层的情况下，均被侵蚀成低矮的山脊。
那么，木卫三是否是生命的家园？尽管我们无从得知其厚实冰层下的秘密，但种种迹象表明那里可能存在生命所需的条件。木卫三拥有液态水，其海洋水量远超地球，压力也远大于地球上最深的马里亚纳海沟。内部的熔融核心也提供了生命所需的能量。
木卫三或许是生命的理想家园，因为它的地核即使在冷却之后，仍可由木星的潮汐作用保持热度；而厚实的冰层则为生物提供了保护，免受恐龙灭绝级别的撞击之灾。
木卫三拥有坚实的核心，岩石与冰的混合物为海底生物提供了必要的元素，意味着那里可能孕育出与地球海底热喷口旁生物相似的生命。木卫三的生命进化无需阳光，因为厚实的冰层阻挡了所有光线。因此，木卫三与木卫二一样，成为太阳系中潜在的生命绿洲。
先锋10号、先锋11号、旅行者1号和旅行者2号都曾在探索太阳系的旅途中邂逅木卫三。旅行者号证明了其作为最大卫星的地位，哈勃太空望远镜则在地球轨道上探测到了其大气中的稀薄氧层。
2005年，一项针对木卫二和木卫三的探测任务不幸被取消。如果得以实施，木卫二/木卫三穿甲弹将作为木星-木卫三或木星-木卫二轨道飞行器的一部分，着陆于木卫三表面，如同土卫六海洋探测器深入土卫六表面那样，深入一米的深度探索。