Sao Mộc có bầu khí quyển khô và dày; gió tốc độ cao, nhiễu động và bão kéo dài là phổ biến. Thời tiết trên sao Mộc khác nhiều so với thời tiết trên một hành tinh đá như Trái đất.
Các cơn gió trong bầu khí quyển phía trên của Sao Mộc đã được tính toán di chuyển với tốc độ hơn 220 dặm một giờ. Các nhà khoa học không biết chính xác sao Mộc bên dưới những đám mây như thế nào. Tuy nhiên, hầu hết đều cho rằng bầu khí quyển dày khoảng 30 dặm và chứa hai lớp mây. Lớp mây dưới cùng dày và mờ đục, trong khi lớp trên mỏng và trong suốt. Vẫn chưa biết điều gì nằm bên dưới những đám mây dày nhất, nhưng hầu hết các nhà khoa học nghi ngờ rằng Sao Mộc có một bề mặt thực sự tạo nên ranh giới giữa hành tinh và bầu khí quyển của nó. Có thể “bề mặt” là một quả cầu khí đóng băng, sền sệt.
Sao Mộc có một đốm đỏ nổi tiếng tồn tại ít nhất trong vài trăm năm qua. Vết đỏ hầu như được ghi lại trong tất cả các hồ sơ lịch sử từ các nhà thiên văn học đã nghiên cứu hành tinh này. Các nhà khoa học nghi ngờ rằng đốm đỏ khổng lồ thực chất là một cơn bão hoặc lốc xoáy trên sao Mộc. Tuy nhiên, cơn bão này lớn hơn nhiều so với bất kỳ cơn bão nào trên Trái đất. Vết đỏ thu nhỏ và lớn dần theo thời gian, nhưng lúc lớn nhất, nó có đường kính 25.000 dặm.
