Découvert par Galilée en 1610, dès que celui-ci a braqué une lunette vers Jupiter, Io est un satellite brillant que l'on ne pourrait voir à l'œil nu si Jupiter, proche, ne nous éblouissait pas.

D'une taille proche de celle de la Lune, de Mars ou de Mercure, Io a l'apparence d'une petite planète.

La proximité de Jupiter entraîne des effets de marée très forts qui, en déformant la surface du corps, ont fait apparaître un volcanisme très actif. Les multiples volcans crachent des composés soufrés sur la surface de Io.

MYTHOLOGIE GRECQUE : Prêtresse d'Héra. Elle fut aimée par Zeus, qui la changea en génisse afin de la soustraire à la jalousie d'Héra.

Io est surtout remarquable pour son volcanisme actif (caractéristique remarquable qu'on n'a sinon observé que sur Terre) ; c'est l'objet le plus actif du système solaire. À la différence des volcans terrestres, les volcans sur Io rejettent du soufre ou peut-être de l'anhydride sulfureux.

L'énergie nécessaire à cette activité provient probablement des interactions de marée entre Io, Europe, Ganymède et Jupiter. Les trois lunes sont en résonance orbitale dans un rapport 4:2:1. Bien qu'Io présente toujours la même face à Jupiter, la présence d'Europe et de Ganymède la fait vaciller un peu. Cette interaction déforme la surface de Io qui se soulève et s'abaisse jusqu'à 100 mètres et produit de la chaleur par le frottement interne.

L'orbite de Io traverse également les lignes du champ magnétique de Jupiter, ce qui génère un courant électrique. Bien que ce ne soit pas une grande source d'énergie comparé à l'échauffement dû aux forces de marée, ce courant dissipe une puissance de plus de 1 térawatt avec un potentiel de 400 000 volts. Ce courant électrique entraîne au loin des atomes ionisés provenant d'Io à un taux de mille kilogrammes par seconde. Ces particules ionisées forment un tore qui rayonne intensément dans l'ultraviolet autour de Jupiter. Les particules qui s'échappent de ce tore sont partiellement responsables de la magnétosphère exceptionnellement étendue de Jupiter. Des données récentes provenant de la sonde Galileo indiquent qu'Io pourrait posséder son propre champ magnétique.

L'emplacement d'Io vis-à-vis de la Terre et de Jupiter a une forte influence sur l'intensité des émissions d'ondes radio joviennes captées sur Terre. Quand Io est visible, les signaux radio de Jupiter augmentent considérablement.

On a mesuré que certains panaches des éruptions volcaniques d'Io montent à plus de 300 kilomètres au-dessus de la surface avant de retomber, la matière étant éjectée de la surface à une vitesse d'environ un kilomètre par seconde. Ces éruptions volcaniques sont très changeantes ; durant les quatre mois séparant l'arrivée des sondes Voyager 1 et 2, certaines d'entre elles se sont arrêtées et d'autres ont commencé. Les dépôts entourant les volcans changent aussi d'aspect.

À la différence de la plupart des lunes du système solaire externe, la composition d'Io est vaguement similaire à celle des planètes telluriques, qui sont principalement composées de magma riche en silicates. Des données récentes provenant de la sonde Galileo indiquent qu'Io possède un noyau d'un rayon d'au moins 900 kilomètres composé de fer, peut-être mélangé à du sulfure de fer.

La surface d'Io est presque totalement dépourvue de cratères, ce qui signifie qu'elle doit être très récente. En plus des volcans, on trouve à la surface d'Io des montagnes non-volcaniques, de nombreux lacs de soufre fondu, des caldéras profonds de plusieurs kilomètres et des étendues d'écoulements de fluides de basse viscosité de centaines de kilomètres de long, probablement composés d'une certaine forme de soufre fondu ou de silicates. Le soufre et ses composés possèdent un éventail de couleurs (surtout jaune, rouge et noir) qui sont responsables de l'aspect varié d'Io.

L'analyse des images de Voyager a mené les scientifiques à croire que les écoulements de lave à la surface d'Io sont composés la plupart du temps de divers composés de soufre fondu. Cependant, des études infrarouges menées ultérieurement à partir du sol indiquent qu'elles sont trop chaudes pour être du soufre liquide. Certains des points les plus chauds sur Io peuvent atteindre des températures aussi élevées que 2000 K, bien que la moyenne soit nettement inférieure, environ 130 K. Une idée courante est que les laves d'Io sont composées de roches en fusion riches en silicates. Des observations récentes du télescope spatial Hubble indiquent que cette matière est peut être riche en sodium.

Io a une mince atmosphère composée de dioxyde de soufre et peut-être de quelques autres gaz. À la différence des autres satellites galiléens, Io ne possède que peu ou pas d'eau. C'est probablement parce qu'au début de l'évolution du système solaire, Jupiter était assez chaud pour chasser les éléments volatils à proximité d'Io mais pas assez chaud pour faire de même avec ses autres lunes. À ne pas confondre avec l'astéroïde 85 Io.