Pesona Jupiter yang luar biasa inilah yang memunculkan ide untuk mengeksplorasi Jupiter lebih lanjut. Misi eksplorasi Jupiter diawali oleh Pioneer 10 pada tahun 1973 dan disusul Pioneer 11 yang melintasi Jupiter setahun setelahnya.
Wahana Voyager 1 dan 2 yang diluncurkan di tahun 1979 oleh NASA menyelidiki permukaan Jupiter lebih dekat. Tidak hanya itu saja, kedua wahana ini juga memetakan permukaan satelit alami Jupiter dan menemukan cincin tipis Jupiter yang redup.
Wahana antariksa Galileo yang memasuki orbit Jovian di tahun 1995, semakin membuka kesempatan bagi astronom untuk menelisik lebih jauh mengenai karakteristik planet gas raksasa ini. Bahkan, wahana ini juga menjadi saksi ketika komet Shoemaker-Levy 9 menabrak Jupiter di tahun 1994.
Galileo mengirimkan probe untuk mengambil sampel atmosfer, sebelum pada akhirnya probe ini hancur oleh tekanan besar di bawah awan Jupiter. Akhirnya, misi ini selesai di tahun 2003.
Pada Juli 2016, wahana antariksa Juno memasuki orbit di sekitar Jupiter untuk mengawali babak baru pengamatan ilmiah. Berkat wahana ini, astronom dengan tepat memetakan medan gravitasi dan medan magnet Jupiter, mempelajari lebih banyak mengenai gugusan siklon di kutub planet.