ลักษณะทางกายภาพและลักษณะวงโคจรของดาวบริวารต่าง ๆ มีความแตกต่างกันอย่างมาก ดาวบริวารของกาลิเลโอทั้ง 4 ดวงมีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวกว่า 3,000 กิโลเมตร ดวงที่ใหญ่ที่สุดคือ แกนีมีด เป็นวัตถุที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ (เมื่อไม่นับรวมดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ชั้นเอกทั้ง 8 ดวง) ในขณะที่ดาวบริวารดวงอื่น ๆ ทั้งหมดมีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวน้อยกว่า 250 กิโลเมตรและส่วนใหญ่ยาวไม่เกิน 5 กิโลเมตร แม้แต่ยูโรปาซึ่งเป็นดาวบริวารที่เล็กที่สุดในกลุ่มกาลิเลโอ ยังมีมวลมากกว่ามวลของดาวบริวารนอกกลุ่มทั้งหมดรวมกันถึง 5,000 เท่า วงโคจรก็มีทั้งเกือบเป็นวงกลมสมบูรณ์ เอียง และเป็นวงรี หลายดวงยังโคจรไปในทิศทางตรงกันข้ามกับการหมุนของดาวพฤหัสบดีอีกด้วย เวลาที่ใช้โคจรรอบดาวพฤหัสบดีก็ต่างกันตั้งแต่ 7 ชั่วโมงโลก (ซึ่งน้อยกว่าเวลาที่ดาวพฤหัสบดีใช้หมุนรอบตัวเอง) จนถึงประมาณ 3 ปีโลก