Ganymède est en résonance orbitale 1:2 et 1:4 avec respectivement Europe et Io.
Avec un diamètre de 5268 km, cette lune est 8% plus large que la planète Mercure mais possède seulement 45% de sa masse du fait de sa faible densité, indicatrice d’une composition interne comportant une forte proportion de glace d’eau plutôt que de roche.
La masse de Ganymède fait environ le double de celle de notre lune. Mais bien qu’elle soit plus massive sa gravité est plus faible (1.428).
La température, très faible, varie autour de 110 K (-160°C). Sa distance à Jupiter est de 1070 000 km.
Ganymède est constitué à quantités à peu près égales de roches silicates et de glace d’eau. Il s’agit d’un corps totalement différentié avec un noyaux liquide riche en fer. On suppose l’existence d’un océan d’eau salée à près de 200 km sous la surface de Ganymède, pris en sandwich entre des couches de glace.
La surface est constituée de deux grands types de terrains :
-les régions sombres, criblées de cratères d’impacts et âgées de quatre milliards d’années, couvrent à peu près un tiers du satellite.
-les régions plus claires, recoupées par des rainures larges et à peine plus jeunes, couvrent le reste.
Le satellite fut observé pour la première fois en 1610 par Galilée, en même temps que les trois autres lunes galiléennes.
En 1972, une équipe d’astronomes détecta une fine atmosphère autour de Ganymède lors d’une occultation. Par ailleurs des preuves d’une atmosphère ténue, composée de dioxygène, très similaire à celle d’Europe, ont été découvertes par le télescope spatial Hubble.
Ce satellite fut visité par la sonde Voyager 2 en juillet 1979, lors de son survol de Jupiter. Les images ont montré qu’il était le plus gros du système solaire et qu’il présentait deux types de terrain différents.
La sonde Galileo orbita autour de Jupiter entre décembre 1995 et en septembre 2003. Pendant cette période, elle eut l’occasion d’observer Ganymède et permit de découvrir qu’il possédait son propre champ magnétique et elle apporta des preuves de l’existence d’une atmosphère ténue et d’une couche d’eau en dessous de la surface.
Ganymède est l’un des principaux objectifs scientifiques de la mission spatiale Europa Jupiter System Mission prévue vers 2020.