木卫二又称“欧罗巴”（Europa），是木星四颗伽利略卫星中最小的一颗，直径3122千米，略小于月球（直径3476千米）。木卫二与木星之间平均距离为67万公里，绕木星公转一周仅需三天半的时间。木卫二的轨道非常接近正圆，偏心率仅0.009。跟其他伽利略卫星一样，木卫二也被木星潮汐锁定，因而有一个半球永远朝向木星。由木星和其他卫星不同方向的引力牵引对木卫二产生潮汐加热，使得木卫二表面冰层下形成液态水组成的海洋，并为木卫二内部地质活动提供了条件。
木卫二主体与类地行星相似，主要由硅酸盐岩石构成，并可能存在一个铁-镍核心。它的表面由水覆盖，据推测深度可达上百千米。上层为冻结的光滑冰壳，冰壳下是液态水海洋。1995年到2003年期间，环绕木星科学考查的伽利略号探测器采集到的磁场数据表明，木卫二在木星磁场影响下自身能够产生一个感应磁场，这一发现暗示木卫二内部很可能存在与咸水海洋相似的传导层，冰下咸水海洋的极性离子是该磁场的成因。此外，木卫二表面冰层自转速度要略快于内部，冰下海洋将冰壳与更下层地幔分开，冰壳在木星引力牵扯下被撕裂。对比旅行者号和伽利略号拍摄的照片可测算出，约每1万年木卫二的冰壳会比其内部多自转一周。
另有光谱分析证据表明，木卫二表面裂痕中微显淡红色的物质有可能是冰下渗出的海水挥发后沉积下来的盐，如硫酸镁。硫化氢也是这一现象的一个合理的解释。但由于这两种物质的纯净物是无色或白色，别的一些物质也被用于解释淡红色的成因，比如含有硫磺的混合物等。
据猜想，木卫二冰下海洋中可能有生命存在，其生存环境可能与地球上深海热泉或南极沃斯托克湖（Lake Vostok）相似，其生命形态或与地球上的某些嗜极生物相似，尽管目前还没有任何证据。NASA将在2020年代派出专项任务探测器拜访木卫二。
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