木卫三（盖尼米得，Ganymede，Γανυμήδης）它主要是围绕木星进行运转的一颗卫星，因为它的公转周期约为7天。因此按距离木星从近到远主要排序，在木星的所有卫星当中排名第七，然而在伽利略卫星当中则排第三。因为它与木卫二及木卫一同时保持着1:2:4的一个轨道共振关系。
木卫三也是太阳系当中最大的一颗卫星。它的直径大于水星，其质量约为水星的一半，木卫三主要是由硅酸盐岩石和冰体所构成的，因为它的星体分层十分的明显，而且共同拥有一个富铁的、流动性的主要内核。因为它的体积与水星十分相当，因此是太阳系当中已知的唯一拥有磁圈的一个卫星。木卫三最先并非伽利略所发现。它是在公元前400年到公元前360年之间（最有可能的是在公元前364年夏天）在我国的战国时期的甘德就已经发现了木卫三，比伽利略早了2000多年。后经天文学家西门·马里乌斯以希腊神话中宙斯的爱人伽倪墨得斯为之命名。由于旅行者号航天器精确地测量了该卫星的大小，伽利略号探测器则发现了它地下海洋和磁场。
木卫三的表面则是完全不对称的：其同轨道方向的一面远远要亮于逆轨道方向的一面。因为这种状况十分类似于木卫二，而和木卫四的状况则正好相反。此外，跟木卫三同轨道方向的一面似乎富含二氧化硫。然而二氧化碳在两个半球的分布则相对均匀，尽管它在极地地区并未观测到它的主要存在。由于木卫三上的撞击坑（除了一个之外）并不富含二氧化碳，因此这点也与木卫四不同。木卫三的二氧化碳可能在过去的一段时期之内早已经被消耗殆尽了。
木卫三的地层结构早已经充分分化，因为它含有一个由硫化亚铁和铁构成的内核、由硅酸盐构成的内层地涵和由木卫三内部结构冰体构成的外层地涵。由于这种结构得到了由伽利略号在数次飞掠中所测定的木卫三本身较低的无量纲转动惯量——数值为0.3105± 0.0028——的支持事实上木卫三是太阳系当中转动惯量最小的一个固态天体。伽利略号探测到的木卫三本身早已固有的磁场则与其富铁的、流动的内核有关。而且拥有高电导率的液态铁的对流同时也是产生磁场的一个最合理的模式。
木卫三的表面主要存在两种类型的地形：一种是非常古老的、密布撞击坑的暗区，另一种则是较之前者稍微年轻（但是地质年龄依旧十分古老）、它主要遍布大量槽沟和山脊的明区。由于暗区的面积约占球体总面积的三分之一，其间含有粘土和有机物质，因此这也可能是由撞击木卫三的陨石所带来的。
木卫三的最显著的特征主要包括一个被称为伽利略区的较暗平原，因为这个区域内的槽沟呈同心环分布，也极有可能是在一个地质活动时期内所形成的。另外一个极其显著的特征则是木卫三的两个极冠，其构成的成分可能就是霜体。这层霜体直接至纬度为40°的地区。由于旅行者号首次发现了木卫三的极冠。目前也有两种解释极冠所形成的主要理论，一种认为是高纬度的冰体开始扩散所致，另一种则是认为是外空间的等离子态冰体轰击所产生的。伽利略号的观测结果更倾向于后一种理论，木卫三可能就是由木星次星云——即在木星形成之后环绕于其四周的、由气体和尘埃所组成的一个圆盘——的吸积作用所产生木卫三的吸积过程持续了大约1万年，相对较暗的尼克尔森区和较亮的哈帕吉亚槽沟之间可谓泾渭分明。
木卫三是紧接木星之后才形成的，这时的次星云还比较浓密，所以其吸积作用所耗的时间才会比较短。相对较短的形成时间使得吸积过程中从而产生的热量较少逃逸，因此这些未逃逸的热量从中导致了冰体的融化和木卫三内部结构的分化：即岩石和冰体相互分开，岩石直接沉入星体中心所形成内核。在这方面，木卫三与木卫四不同，后者则由于其较长的形成时间而导致吸积热逃逸殆尽，从而无法在初期融化冰体以及分化内部结构。这一假说从而揭示了为何质量和构成物质如此接近的两颗卫星看起来却如此得不同。
