Galileo, trong chuyến thám hiểm không gian, tàu vũ trụ robot của Mỹ đã phóng lên Sao Mộc để nghiên cứu quỹ đạo mở rộng về hành tinh, từ trường và mặt trăng của nó. Galileo là phần tiếp theo của các chuyến thăm bay nhanh hơn nhiều của Tiền phong 10 và 11 (1973 Từ74) và Voyager 1 và 2 (1979).
Galileo được đưa vào quỹ đạo Trái đất vào ngày 18 tháng 10 năm 1989, bằng tàu con thoi Atlantis. Sau đó, nó đã được đẩy vào một quỹ đạo vòng xoay về phía Sao Mộc, theo đó nó được hưởng lợi từ một loạt các hỗ trợ trọng lực, hoặc súng cao su, làm thủ tục trong các chuyến bay của Sao Kim (10 tháng 2 năm 1990) và Trái đất (8 tháng 12 năm 1990 và 8 tháng 12 năm 1992). Ngoài các cảm biến để theo dõi các hạt và trường của gió mặt trời trong suốt hành trình liên hành tinh và sau đó trong từ trường của Sao Mộc, Galileo được trang bị một bệ quét mang theo bốn dụng cụ quang học. Một camera có độ phân giải cao được bổ sung bằng máy quang phổ ánh xạ hồng ngoại gần (để nghiên cứu tính chất nhiệt, hóa học và cấu trúc của mặt trăng của sao Mộc và thành phần của khí quyển hành tinh), máy quang phổ tử ngoại (để đo khí và sol khí và phát hiện các phân tử phức tạp), và một quang kế và máy đo phóng xạ tích hợp (để nghiên cứu thành phần khí quyển và phân phối năng lượng nhiệt).
Trong hai lần đi vào vành đai tiểu hành tinh, Galileo đã bay qua các tiểu hành tinh Gaspra (29 tháng 10 năm 1991) và Ida (28 tháng 8 năm 1993), qua đó cung cấp những góc nhìn cận cảnh đầu tiên về những cơ thể như vậy; trong quá trình đó, nó đã phát hiện ra một vệ tinh nhỏ (Dactyl) quay quanh Ida. Galileo cũng cung cấp một viễn cảnh độc đáo về sự va chạm của Comet Shoemaker-Levy 9 với Sao Mộc khi nó đóng cửa trên hành tinh vào tháng 7 năm 1994.
Vào ngày 13 tháng 7 năm 1995, Galileo đã phóng thích tàu thăm dò khí quyển nặng 339 kg (747 pound) trong quá trình va chạm với Sao Mộc. Gần năm tháng sau (ngày 7 tháng 12), tàu thăm dò xuyên qua đỉnh mây Jovian ở phía bắc xích đạo. Vì nó chậm xuống bởi dù qua 165 km (khoảng 100 dặm) của không khí, dụng cụ của mình đã báo cáo về nhiệt độ môi trường xung quanh, áp suất, mật độ, chảy năng lượng thuần, phóng điện, cấu trúc điện toán đám mây, và thành phần hóa học. Sau gần 58 phút, sau khi hoàn thành nhiệm vụ, máy phát của tàu thăm dò đã thất bại vì nhiệt độ tăng. Một vài giờ sau đó, hoàn thành một cuộc hành trình sáu năm và 3,7 tỷ km (2,3 tỷ dặm), Galileo nghề chính vào quỹ đạo quanh sao Mộc.
Trong năm năm tiếp theo, Galileo đã bay một loạt các quỹ đạo tạo ra những cuộc chạm trán gần gũi với bốn mặt trăng lớn nhất của Sao Mộc theo thứ tự khoảng cách từ hành tinh, Io, Europa, Ganymede và Callisto. Mặc dù đã bắt đầu sử dụng ăng-ten chính có mức tăng cao ngay từ đầu trong nhiệm vụ, điều này gây thất vọng khi truyền vùng phủ sóng xa hoa đã được lên kế hoạch ban đầu, Galileo đã tiết lộ chân dung cận cảnh các đặc điểm được chọn trên mặt trăng và hình ảnh ấn tượng của các tầng mây của Sao Mộc, cực quang và các hệ thống bão, bao gồm cả Great Red Spot tồn tại lâu dài. Một điểm nổi bật đặc biệt là quan điểm chi tiết của nó về bề mặt băng giá bị vỡ tan của Europa, cho thấy bằng chứng về một đại dương dưới nước có thể chìm trong nước. Sau khi hoàn thành nhiệm vụ chính kéo dài hai năm của Galileo, quỹ đạo của nó đã được điều chỉnh để đưa nó vào bức xạ cực mạnh, có khả năng gây tổn hại gần hành tinh để tạo ra một đường chuyền rất gần của Io và xem xét kỹ lưỡng các núi lửa đang hoạt động của nó. Sau khi thực hiện các nghiên cứu phối hợp về môi trường từ tính của Sao Mộc với tàu vũ trụ Cassini (ra mắt ngày 15 tháng 10 năm 1997) khi chiếc tàu đó bay qua hệ thống Jovian vào tháng 12 năm 2000 trên đường tới Sao Thổ, hoạt động của Galile đã bị ngừng lại. Vào tháng 9 năm 2003, nó đã được gửi vào bầu khí quyển của sao Mộc để phá hủy chính nó nhằm ngăn chặn sự ô nhiễm của mặt trăng Jovian.
