Caratteristiche generali È il satellite più grande e massiccio di tutto il Sistema Solare avendo un diametro di 5276 Km, superiore a Mercurio, e una massa 2.03 volte quella della Luna, inoltre è talmente luminoso (albedo=0.43) che se non si trovasse vicino a Giove da Terra sarebbe visibile ad occhio nudo. Gli è stato assegnato il nome del coppiere degli dei greci, unico satellite mediceo ad avere un nome maschile. Percorre un'orbita di semiasse maggiore pari a 1.070.400 km, inclinata di 2.21o e con una eccentricità di 0.002, in 7.1546 giorni; è sincrona con Giove ed in risonanza con Io ed Europa, infatti per ogni sua orbita Io ne fa 4 ed Europa 2. Ciò causa anche un riscaldamento dovuto alle forze mareali così generate, anche se non hanno gli stessi effetti che su Europa ed Io. Struttura interna La densità Ganimede è 1,94 g/cm3 ed indica la presenza di un miscuglio di silicati e ghiaccio in quantità approssimativamente equivalenti; la parte rocciosa di di Ganimede probabilmente presenta una combinazione simile alle condriti di tipo L/LL, con poco ferro.

Dai dati provenienti dalla sonda Galileo si pensa che la superficie sia una crosta ghiacciata che scivola su un mantello di ghiaccio meno freddo, ricco di silicati e che potrebbe ospitare uno strato di acqua salata fra due strati di ghiaccio a diverse densità, in quanto le caratteristiche di riflessione nell'infrarosso dei minerali presenti in alcune zone della superficie suggeriscono la fuoriuscita di acqua salata da fratture del suolo. Tale "oceano" sarebbe a circa 170-200 km dalla superficie, profondità alla quale la pressione è sufficientemente elevata da trasformare il ghiaccio in "melma", e, trattandosi di uno strato semiconduttore all'interno del satellite, potrebbe essere una delle cause dell'intenso campo magnetico intrinseco individuato dallo spettrometro e dal magnetometro della sonda Galileo.

Al di sotto di tale tale guscio di ghiaccio, di circa 800 km, c'è un mantello roccioso, di circa 1000 km, al di sotto del quale si trova un piccolo nucleo metallico di 800-900 km di diametro, di ferro o ferro e zolfo. La presenza di tale differenziazione fa ipotizzare che circa 3 miliardi di anni fa, dopo la sua lenta formazione dall'anello di gas e polveri che circondava Giove, Ganimede abbia subito un intenso e prolungato riscaldamento, che ha portato alla fusione del nucleo metallico e alla creazione del campo magnetico. A causa delle piccole dimensioni del satellite si pensa che in quell'occasione una particolare combinazione di interazioni gravitazionali con gli altri satelliti gioviani rese l'orbita di Ganimede temporaneamente ellittica, ciò portò ad un violento riscaldamento mareale causato da Giove. Da allora, per mantenere il nucleo sufficientemente caldo da continuare a mantenere il campo magnetico intrinseco, si pensa che si siano susseguiti altri episodi di riscaldamento mareale, che avrebbero coinvolto la crosta ghiacciata del satellite rimodellandola.

Superficie La superficie di Ganimede mostra aree chiare e scure nettamente differenziate mai osservate in altri corpi celesti. Le aree scure (o regiones) occupano circa il 40% della superficie, sono riccamente craterizzate e ricordano molto la superficie di Callisto; probabilmente sono piccole porzioni dell'antica superficie craterizzata conservatasi intatta, infatti nessun rilievo della superficie si innalza per più di un chilometro sul livello medio, anche se i crateri da impatto più recenti raggiungono la profondità di 3-5 Km. Il terreno di queste zone contiene anche argilla e materiali organici che possono provenire da corpi che si sono scontrati con i satelliti gioviani accrescendoli.

A tali regioni sono stati assegnati i nomi di astronomi che hanno scoperto i satelliti di Giove: Barnard Regio, Marius Regio, Nicholson Regio e Perrine Regio; la più grande è la Galileo Regio, 3200 km di diametro, che occupa 1/3 dell'emisfero sempre opposto a Giove e che presenta una serie di "incavi" concentrici, probabilmente i resti di un antico cratere da impatto in parte nascosto dalle successive attività geologiche del satellite. Probabilmente le regiones sono scure a causa dello strato sottilissimo di polvere meteorica che ricopre la crosta ghiacciata.

Le zone chiare hanno una percentuale maggiore di ghiaccio, sono di formazione più recente e appaiono costituite da creste e solchi paralleli, sulci, a cui sono stati assegnati i nomi di antichi luoghi mitologici (Nippur Sulci, Uruk Sulci, ...), e da sistemi di scarpate profonde qualche centinaio di metri e larghi una decina di chilometri, simili agli sprofondamenti della crosta terrestre tra faglie parallele, dette fossae a cui sono stati assegnati i nomi di dei mesopotamici: Lakhamu Fossa, Lakhmu Fossae e Zu Fossae. Sono tutte strutture di origine chiaramente tettonica e probabilmente causate da rilassamento e riposizionamento della crosta ghiacciata. Su Ganimede sono anche visibili formazioni geologiche che testimoniano la presenza di flussi lavici in passato, che le immagini fornite dalla sonda Galileo fanno ritenere più consistente di quanto si pensasse in precedenza, e che ha creato anche nel terreno craterizzato ampi pianori.

Si tratta delle catenae a cui sono state assegnate i nomi delle divinità dell'acqua o della creazione di varie mitologie: Enki Catena, Khnum Catena, Nanche Catena e Terah Catena. Tali zone sono molto simili a quelle dei satelliti Encelado di Saturno, Ariel e Miranda di Urano. Entrambi i tipi di terreno sono fortemente craterizzati e la loro densità indica un'età per la superficie di 3-3.5 milioni di anni, paragonabile a quella della Luna, infatti i crateri risultano sia sovrapposti ai solchi che tagliati da essi.

I crateri più recenti presentano le caratteristiche strutture a raggiera, anche se sono privi di rilievi circostanti e della depressione centrale, probabilmente a causa della mancanza di roccia sulla superficie di Ganimede. Ai crateri sono stati assegnati i nomi di miti egiziani, mesopotamici e medioorientali: Acheleus Crater, Amon Crater, Ba'al Crater, Enkidu Crater, Isis Crater, Ptah Crater, Serapis Crater, Zaqar Crater, ...; rilevante è il Gilgamesh Crater, o meglio il bacino di Gilgamesh, di 550 km di diametro: una serie di crateri in fila che fa ipotizzare un impatto multiplo di un corpo frammentato.

I crateri più antichi sono stati cancellati dal ghiaccio e si sono trasformati in palinsesti. Sulla superficie di Ganimede sono state anche identificate delle faculae, che portano il nome di luoghi della mitologia egizia: Abidos Facula, Menphis Facula, Kol Facula,Thebes Facula, .... La sonda Galileo ha anche rilevato sulla superficie dei materiali non ghiacciati e distribuiti in maniera non uniforme: anidride carbonica, anidride solforosa, ammoniaca, solfati vari, tra cui il solfato di magnesio, e dei composti organici; ciò ha portato a ipotizzare che Ganimede potrebbe ospitare la vita, in quanto esistono batteri che resistono a pressioni molto alte, ma la probabilità è inferiore a quella di Europa, in quanto il supposto oceano è molto più in profondità.

Campo magnetico Il campo magnetico è completamente contenuto all'interno della magnetosfera di Giove e ne segue il suo "ondeggiare" avanti e indietro; è inclinato di 10o e nelle regioni polari, a latitudini superiori ai 60o, le linee del campo magnetico di Ganimede intercettano dalla ionosfera di Giove ioni ed elettroni che producono le aurore attorno ai poli del satellite; tra la magnetosfera di Ganimede e il plasma gioviano esiste la stessa relazione esistente tra il vento solare e la magnetosfera terrestre.

Tabella riassuntiva sul Sistema Solare