ดาวพฤหัสบดีมีมวลสูงกว่ามวลของดาวเคราะห์อื่นรวมกันราว 2.5 เท่า ทำให้ศูนย์ระบบมวลระหว่างดาวพฤหัสบดีกับดวงอาทิตย์ อยู่เหนือผิวดวงอาทิตย์ (1.068 เท่าของรัศมีดวงอาทิตย์ เมื่อวัดจากศูนย์กลางดวงอาทิตย์) ดาวพฤหัสบดีหนักว่าโลก 318 เท่า เส้นผ่านศูนย์กลางยาวกว่าโลก 11 เท่า และมีปริมาตรคิดเป็น 1,300 เท่าของโลก เชื่อกันว่าหากดาวพฤหัสบดีมีมวลมากกว่านี้สัก 60-70 เท่า อาจเพียงพอที่จะให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์จนกลายเป็นดาวฤกษ์ได้
ดาวพฤหัสบดีหมุนรอบตัวเองด้วยอัตราเร็วสูงที่สุด เมื่อเทียบกับดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบสุริยะ ทำให้มีรูปร่างแป้นเมื่อดูผ่านกล้องโทรทรรศน์ นอกจากชั้นเมฆที่ห่อหุ้มดาวพฤหัสบดี ร่องรอยที่เด่นชัดที่สุดบนดาวพฤหัสบดี คือ จุดแดงใหญ่ ซึ่งเป็นพายุหมุนที่มีขนาดใหญ่กว่าโลก
โดยทั่วไป ดาวพฤหัสบดีเป็นวัตถุที่สว่างที่สุดเป็นอันดับที่ 4 ในท้องฟ้า (รองจากดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดาวศุกร์ อย่างไรก็ตาม บางครั้งดาวอังคารก็ปรากฏสว่างกว่าดาวพฤหัสบดี) จึงเป็นที่รู้จักมาตั้งแต่ยุคก่อนประวัติศาสตร์ การค้นพบดาวบริวารขนาดใหญ่ 4 ดวง ได้แก่ ไอโอ, ยูโรปา, แกนีมีด และคัลลิสโต โดยกาลิเลโอ กาลิเลอี เมื่อ ค.ศ. 1610 เป็นการค้นพบวัตถุที่ไม่ได้โคจรรอบโลกเป็นครั้งแรก นับเป็นจุดที่สนับสนุนทฤษฎีดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางที่เสนอโดยโคเปอร์นิคัส การออกมาสนับสนุนทฤษฎีนี้ทำให้กาลิเลโอต้องเผชิญกับการไต่สวน
ดาวพฤหัสเป็นดาวเคราะห์ที่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นดวงที่ห้า และมีขนาดใหญ่ที่สุด มีมวลเป็นสองเท่าของดาวเคราะห์ทั้งหมดรวมกัน
ดาวพฤหัสเป็นวัตถุที่สว่างเป็นอันดับสี่ในท้องฟ้า รองจากดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ ดาวศุกร์ และดาว อังคารในบางครั้ง ดาวพฤหัสเป็นที่รู้จักกันตั้งแต่ช่วงก่อนประวัติศาสตร์ ต่อมาในปี 1610 ดาวบริวารขนาดใหญ่สี่ดวง คือ Io, Europa, Ganymede และ Callisto (เรียกกันว่า Galilean oons) ซึ่งถูกค้นพบโดย Galileo เป็นการค้นพบที่ทำให้เข้าใจถึงทฤษฎี Copernicus’s heliocentric เป็นสาเหตุให้ Galileo ถูกสอบสวนและให้เพิกถอนความเชื่อดังกล่าวและถูกจองจำในคุกตลอดชีวิต
ดารเคราะห์ซึ่งเป็นกลุ่มก๊าซนี้ ไม่มีพื้นผิวที่เป็นของแข็ง ก๊าซมีความหนาแน่นสูงเมื่อลึกลงไป ดาวพฤหัสประกอบด้วย ไฮโดรเจน 90% ฮีเลียม 10% และร่องรอยของมีเทน น้ำ แอมโมเนีย และ “หิน” ส่วนประกอบเหล่านี้มีความคล้ายคลึงกับส่วนประกอบของเนบิวลาเริ่มแรก
แกนกลางของดาวพฤหัสอาจเป็นหินแข็งซึ่งมีมวลประมาณ 10 ถึง 15 เท่าของมวลของโลก
ส่วนที่หุ้มแกนกลางซึ่งเป็นมวลส่วนใหญ่ของดาวพฤหัส เป็น liquid metallic hydrogen ซึ่งประกอบด้วย ไอออนโปรตรอน และ ไอออนอิเลคตรอน คล้ายกับโครงสร้างภายในของดวงอาทิตย์แต่มีอุณหภูมิต่ำกว่าการที่มีชั้นของไฮโดรเจนที่แตกตัวเป็นอิออนได้ เนื่องจากความกดดันและอุณหภูมิที่มีค่าสูงมากทำให้