Galileo, in de ruimteverkenning, robotachtig Amerikaans ruimtevaartuig dat naar Jupiter werd gelanceerd om de planeet, zijn magnetisch veld en zijn manen langdurig in een baan om de aarde te bestuderen. Galileo was een vervolg op de veel kortere flyby-bezoeken van de Pioneers 10 en 11 (1973-74) en de Voyagers 1 en 2 (1979).
Galileo werd op 18 oktober 1989 door het ruimteveer Atlantis in een baan om de aarde gebracht. Vervolgens werd het in een roterende baan om Jupiter gebracht, waarbij het profiteerde van een aantal zwaartekracht-ondersteunende of katapult-procedures tijdens flybys van Venus (10 februari 1990) en de aarde (8 december 1990 en 8 december 1992). Naast sensoren om de deeltjes en velden van de zonnewind tijdens de interplanetaire reis en vervolgens binnen de magnetosfeer van Jupiter in de gaten te houden, was Galileo uitgerust met een scanplatform dat vier optische instrumenten bevatte. Een hoge-resolutie camera werd aangevuld met een nabij-infrarood mapping spectrometer (voor het bestuderen van de thermische, chemische en structurele aard van Jupiters manen en de samenstelling van de atmosfeer van de planeet), een ultraviolet spectrometer (voor het meten van gassen en aerosolen en het detecteren van complexe moleculen), en een geïntegreerde fotopolarimeter en radiometer (voor het bestuderen van de atmosferische samenstelling en de verdeling van thermische energie).
Tijdens twee doorgangen in de asteroïdengordel vloog Galileo langs de asteroïden Gaspra (29 oktober 1991) en Ida (28 augustus 1993), waardoor deze hemellichamen voor het eerst van dichtbij te zien waren; daarbij ontdekte het een minuscule satelliet (Dactyl) die om Ida heen draaide. Galileo verschafte ook een uniek perspectief op de botsing van komeet Shoemaker-Levy 9 met Jupiter toen deze in juli 1994 dicht bij de planeet kwam.
Op 13 juli 1995 liet Galileo een atmosferische sonde van 339 kg los op een ramkoers met Jupiter. Bijna vijf maanden later (7 december) drong de sonde door de wolkentoppen van Jupiter, iets ten noorden van de evenaar. Terwijl hij aan zijn parachute langzaam afdaalde door een atmosfeer van 165 km, gaven zijn instrumenten informatie over de omgevingstemperatuur, de druk, de dichtheid, de netto energiestromen, de elektrische ontladingen, de wolkenstructuur en de chemische samenstelling. Na bijna 58 minuten, na het volbrengen van zijn missie, viel de zender van de sonde uit vanwege de stijgende temperatuur. Een paar uur later, na een reis van zes jaar en 3,7 miljard km, kwam het hoofdvaartuig van Galileo in een baan rond Jupiter.
De volgende vijf jaar vloog Galileo in een reeks banen waarin de vier grootste manen van Jupiter – in volgorde van afstand tot de planeet: Io, Europa, Ganymedes en Callisto – van dichtbij werden gezien. Ondanks de vervuiling van de high-gain hoofdantenne in het begin van de missie, waardoor de oorspronkelijk geplande uitgebreide beeldvorming niet tot stand kwam, leverde Galileo onthullende close-up portretten op van geselecteerde kenmerken op de manen en dramatische beelden van Jupiters wolkenlagen, aurora’s en stormsystemen, waaronder de langlevende Grote Rode Vlek. Een bijzonder hoogtepunt waren de gedetailleerde beelden van het verbrijzelde ijzige oppervlak van Europa, waarop aanwijzingen te zien waren van een mogelijke ondergrondse oceaan van vloeibaar water. Na de voltooiing van Galileo’s twee jaar durende missie werd de baan van de satelliet zodanig aangepast dat hij in de intense, potentieel schadelijke straling nabij de planeet terechtkwam om Io van zeer dichtbij te passeren en zijn actieve vulkanen in ongekend detail te bestuderen. Na gecoördineerde studies van Jupiters magnetische omgeving met het Cassini ruimtevaartuig (gelanceerd op 15 oktober 1997) toen dat in december 2000 door het Joviaanse stelsel vloog op weg naar Saturnus, werd de activiteit van Galileo beperkt. In september 2003 werd het de atmosfeer van Jupiter ingestuurd om zichzelf te vernietigen en zo een mogelijke besmetting van een Joviaanse maan te voorkomen.