La planète Jupiter possède 63 satellites naturels connus : la plus grande planète du système solaire est aussi celle qui s'entoure du plus grand nombre de satellites.
Les premières lunes de Jupiter furent découvertes en 1610, lorsque Galilée observa les quatre grands satellites du système jovien : Io, Europe, Ganymède et Callisto. Ces satellites, les premiers à avoir été observés en dehors de la Lune, ont été ensuite nommées lunes galiléennes en son honneur. Il est possible cependant qu'une observation antérieure ait été réalisée en 362 av. J.-C. par l'astronome chinois Gan De.
Au cours des quatre siècles suivants, huit autres satellites furent découverts : Amalthée (1892), Himalia (1904), Élara (1905), Pasiphaé (1908), Sinopé (1914), Lysithéa et Carmé (1938), et Ananké (1951). Pendant les années 1970, deux autres satellites furent observés à partir de la Terre : Léda (1974) et Thémisto (1975), qui fut ensuite perdu puis retrouvé en 2000.
Avant l'arrivée de sondes spatiales dans l'environnement de Jupiter, 13 satellites étaient donc connus (14 en comptant Thémisto). Les missions Voyager, qui survolèrent le système jovien en 1979, permirent la découverte de trois nouvelles lunes : Métis et Thébé en mars 1979 sur des photographies de Voyager 1, Adrastée en juillet 1979 par Voyager 2.
Entre 1979 et 1999, aucun nouveau satellite de Jupiter ne fut découvert et il fallut attendre des progrès suffisants dans le domaine des détecteurs pour que les observations reprennent.
Le 6 octobre 1999, le programme Spacewatch découvrit ce qui fut initialement considéré comme un nouvel astéroïde, 1999 UX18 mais qui fut rapidement identifié comme une nouvelle lune de Jupiter, Callirrhoé.
Un an plus tard, entre le 23 novembre et le 5 décembre 2000, l'équipe de Scott S. Sheppard et David C. Jewitt de l'université d'Hawaï débuta une campagne systématique de dépistage des petites lunes irrégulières de Jupiter. L'équipe varia au fil du temps, incluant Yanga R. Fernández, Eugene A. Magnier, Scott Dahm, Aaron Evans, Henry H. Hsieh, Karen J. Meech, John L. Tonry, David J. Tholen (tous de l'université d'Hawaï), Jan Kleyna (université de Cambridge), Brett James Gladman (université de Toronto), John J. Kavelaars (Institut Hertzberg d'astrophysique), Jean-Marc Petit (Observatoire de Besançon) et Rhiannon Lynne Allen (université du Michigan / université de Colombie Britannique). Elle utilisa des caméras CCD, les plus grandes au monde, montées sur deux des treize télescopes situés au sommet du Mauna Kea à Hawaï : le Subaru (8,3 m de diamètre) et le Canada-France-Hawaï (3,6 m).
Les observations de 2000 révélèrent dix nouvelles lunes, portant le total de satellites à 28 après la redécouverte de Thémisto au début de l'année 2000 : Calycé, Jocaste, Érinomé, Harpalycé, Isonoé, Praxidiké, Mégaclité, Taygèté, Chaldèné et S/2000 J 11.
L'année suivante, du 9 au 11 décembre 2001, onze autres lunes furent découvertes, amenant le total à 39 : Hermippé, Eurydomé, Spondé, Calé, Autonoé, Thyoné, Pasithée, Euanthé, Orthosie, Euporie et Aitné.
L'année 2002 fut moins fructueuse et une seule lune, Arché, fut découverte. En revanche, une session d'observation menée du 5 au 9 février 2003 conduira à la découverte de 23 nouveaux satellites : Eukéladé, S/2003 J 2, S/2003 J 3, S/2003 J 4, S/2003 J 5, Hélicé, Aoédé, Hégémone, S/2003 J 9, S/2003 J 10, Callichore, S/2003 J 12, Cyllèné, Coré, S/2003 J 15, S/2003 J 16, Hersé, S/2003 J 18, S/2003 J 19, Carpo, Mnémé, Telxinoé et S/2003 J 23.
La plupart des 47 satellites découverts après 2000 possèdent des orbites éloignées, excentriques, inclinées et rétrogrades ; ils font en moyenne 3 kilomètres de diamètre, le plus grand atteignant à peine 9 km. On pense que ce sont tous des corps astéroïdaux ou cométaires capturés, possiblement fragmentés en plusieurs morceaux.
En 2006, on connaissait 63 lunes à Jupiter, le record du système solaire. Il est possible que d'autres lunes plus petites (moins d'un km de diamètre) restent à découvrir.