木星是一顆以氫為主要成分的天體，這與地球有很大的差異，而與太陽相似。木星與太陽這兩個天體的大氣，都包含約90％的氫和約10％的氦，以及很少量的其他氣體。關於木星的內部結構，現在建立的理論認為它的表麵並非固體狀，整個行星處於流體狀態。木星的中心部分大概是個固體核，主要由鐵和矽組成，那裏的溫度至少可以有30000℃。核的外麵是兩層氫，先是一層處於液態金屬氫狀態的氫，接著是一層處於液態分子氫狀態的氫；這兩層合稱為木星幔。再往上，氫以氣體狀態成為大氣的主要成分。
具有如此結構的天體，它的中心能否發生熱核反應而產生出所需的能量來呢？許多人認為是不可能的。比起太陽來，木星確實有點“小巫見大巫”。稱“霸”其他行星的木星，體積隻有太陽的1／1000，質量隻及太陽的1／1047，即約0．001個太陽質量，而中心溫度也隻有太陽的1／500。但這並不妨礙木星內部存在熱源，因為它是在木星形成過程中產生並積累起來的。
前蘇聯學者蘇切科夫等的意見是頗為新穎的，他認為木星內部正進行著熱核反應，核心的溫度高得驚人，至少有280000℃，而且還將變得越來越熱，釋放出更多的能量。釋放的速度也將進一步加快。換句話說，木星在逐漸變熱，最終會變成一顆名副其實的恒星。
我國學者劉金沂對行星亮度的研究，從一個側麵提供了證據。他發現在過去很長的一段曆史時期裏，水星、金星、火星和土星的亮度都有減小的趨勢，唯獨木星的亮度在增大。如果前述四行星的亮度減小與所謂的太陽正在收縮、亮度在減弱有關，那麼，木星亮度增大的原因一定是在木星本身。劉金沂得出的結論是：在最近2000年中，木星的亮度每千年增大約0．003等。
這無異對蘇切科夫等的觀點作了注釋。
此外，太陽不僅每時每刻向外輻射出巨大的能量，同時也以太陽風等形式持續不斷地向外拋射各種物質微粒。它們在行星際空間前進時，木星自然會俘獲其中相當一部分。這樣的話，一方麵木星的質量日積月累不斷增加，逐漸接近和達到成為一個恒星所必需的最低條件；另一方麵，在截獲來自太陽的各種粒子時，木星當然也就獲得了它們所攜帶的能量。換言之，太陽以自己的日漸衰弱來促使木星日漸壯大，最後達到兩者幾乎並駕齊驅的程度，使木星成為恒星。
這樣的過程據說大約需要30億年的時間。那時，現在的太陽係將成為以太陽和木星為兩主體的雙星係統；也有可能木星在其“成長”的過程中，把一些小天體俘獲過來，建立以自己為中心天體的另一個“太陽係”，與現在太陽為中心天體的太陽係，平起平坐。不管是哪種形式的變化，目前太陽係的全部天體，包括大小行星乃至彗星等，都將有較大幅度的變動。
這種大變遷會帶來什麼後果呢？特別是地球和地球上的人類該怎麼辦呢？一種觀點認為，事物發生變化那是必然的，至於是否像前麵提到的那樣，木星將會變成恒星那樣的天體，這隻是一家之見，何況還有30億年的漫長歲月呢！
像木星內部結構之類的問題，本來就是一個猜測不少、爭論頗多的領域，蘇切科夫等人的觀點隻不過使得爭論更加熱烈而已。在目前的觀測水平和理論水平不完善的情況下，像“木星是否正在向恒星方向演變”之類的重大自然科學之謎，不僅現在無法解答，即使是在可以預見到的將來，恐怕也未必能理出個頭緒來。它無疑將會在很長的一段曆史時期，一直成為科學家們孜孜不倦地探討的重大課題。
木星的衛士
在宇宙飛船飛臨木星之前，人們已經知道木星有13顆衛星。科學家們從“旅行者2號”發回的照片上又發現了3顆，共有16顆木衛。按距離木星中心由近及遠的次序為：木衛十六、木衛十四、木衛五、木衛十五、木衛一、木衛二、木衛三、木衛四、木衛十三、木衛六、木衛十、木衛七、木衛十二、木衛十一、木衛八和木衛九。它們都圍繞著木星公轉，離木星最遠的木衛九與木星的距離比地球和月亮的距離遠60倍，它繞木星公轉一周需要758天。
木衛一、木衛二、木衛三、木衛四於1610年由伽利略發現，稱為伽利略衛星。1892年巴納德用望遠鏡發現了木衛五，其他衛星都是1904年以後用照相方法陸續發現的。“旅行者號”飛船於1979年發現了木衛十四，1980年又先後發現木衛十五和木衛十六。除四個伽利略衛星外，其餘的衛星半徑多是幾千米到20千米的大石頭。木衛三較大，其半徑為2631千米。