Galileo, w badaniach kosmosu, robotyczny amerykański statek kosmiczny wystrzelony w kierunku Jowisza w celu rozszerzenia badań orbitalnych planety, jej pola magnetycznego i księżyców. Galileo był kontynuacją znacznie krótszych lotów Pioneera 10 i 11 (1973-74) oraz Voyagera 1 i 2 (1979).
Galileo został umieszczony na orbicie okołoziemskiej 18 października 1989 roku przez prom kosmiczny Atlantis. Następnie został wyniesiony na okrężną trajektorię w kierunku Jowisza, wzdłuż której skorzystał z serii procedur wspomagania grawitacyjnego podczas przelotów nad Wenus (10 lutego 1990 r.) i Ziemią (8 grudnia 1990 r. i 8 grudnia 1992 r.). Oprócz czujników monitorujących cząstki i pola wiatru słonecznego podczas przelotu międzyplanetarnego, a następnie w obrębie magnetosfery Jowisza, Galileo został wyposażony w platformę skanującą, na której znajdowały się cztery instrumenty optyczne. Kamera wysokiej rozdzielczości została uzupełniona o spektrometr mapujący w bliskiej podczerwieni (do badania termicznej, chemicznej i strukturalnej natury księżyców Jowisza oraz składu atmosfery planety), spektrometr ultrafioletowy (do pomiaru gazów i aerozoli oraz wykrywania złożonych cząsteczek) oraz zintegrowany fotopolarymetr i radiometr (do badania składu atmosfery i rozkładu energii cieplnej).
Podczas dwóch przelotów przez pas asteroid Galileo przeleciał obok asteroid Gaspra (29 października 1991) i Ida (28 sierpnia 1993), dostarczając tym samym pierwszych widoków z bliska tych ciał; w trakcie tego procesu odkrył maleńkiego satelitę (Dactyl) krążącego wokół Idy. Galileo dostarczył również unikalnej perspektywy na zderzenie komety Shoemaker-Levy 9 z Jowiszem, gdy ta zbliżała się do planety w lipcu 1994 roku.
13 lipca 1995 roku Galileo wypuścił 339-kg (747-funtową) sondę atmosferyczną na kurs kolizyjny z Jowiszem. Prawie pięć miesięcy później (7 grudnia) sonda przebiła się przez wierzchołki chmur Jowisza nieco na północ od równika. Podczas powolnego opadania na spadochronie przez 165 km (około 100 mil) atmosfery, jej instrumenty podawały informacje o temperaturze otoczenia, ciśnieniu, gęstości, przepływie energii netto, wyładowaniach elektrycznych, strukturze chmur i składzie chemicznym. Po prawie 58 minutach, kiedy sonda wypełniła swoją misję, jej nadajnik zawiódł z powodu rosnącej temperatury. Kilka godzin później, kończąc trwającą sześć lat podróż i pokonując 3,7 mld km (2,3 mld mil), główny statek Galileo wszedł na orbitę wokół Jowisza.
W ciągu następnych pięciu lat Galileo przeleciał serię orbit, które doprowadziły do bliskich spotkań z czterema największymi księżycami Jowisza – w kolejności odległości od planety: Io, Europa, Ganymede i Callisto. Pomimo zabrudzenia głównej anteny o dużym wzmocnieniu na początku misji, co uniemożliwiło transmisję zaplanowanego wcześniej bogatego pokrycia obrazowego, Galileo dostarczył odkrywczych portretów z bliska wybranych cech księżyców oraz dramatycznych obrazów warstw chmur Jowisza, zórz polarnych i systemów burzowych, w tym długotrwałej Wielkiej Czerwonej Plamy. Szczególną uwagę zwróciły szczegółowe widoki rozbitej lodowej powierzchni Europy, które pokazały dowody na istnienie podpowierzchniowego oceanu ciekłej wody. Po zakończeniu dwuletniej misji Galileo, jego orbita została dostosowana tak, aby wysłać go w obszar intensywnego, potencjalnie szkodliwego promieniowania w pobliżu planety, aby zbliżyć się do Io i przyjrzeć się jego aktywnym wulkanom z niespotykaną dotąd szczegółowością. Po podjęciu skoordynowanych badań środowiska magnetycznego Jowisza wraz z sondą Cassini (wystrzeloną 15 października 1997), kiedy ta przeleciała przez system Jowisza w grudniu 2000 roku w drodze do Saturna, aktywność Galileo została ograniczona. We wrześniu 2003 roku został wysłany w atmosferę Jowisza, aby się zniszczyć, aby zapobiec ewentualnemu skażeniu jowiszowego księżyca.