Galileo, i romfartsundersøkelse, robot amerikansk romfartøy lansert til Jupiter for utvidet orbital studie av planeten, dens magnetiske felt og dens måner. Galileo var en oppfølging av de mye kortere flybybesøkene til Pionerer 10 og 11 (1973–74) og Voyagers 1 og 2 (1979).
Galileo ble plassert i Jordens bane 18. oktober 1989 av romfergen Atlantis. Den ble deretter styrket til en rundkjøringsbane mot Jupiter, langs hvilken den hadde fordel av en serie tyngdekraftsassistenter, eller sprettert, prosedyrer under flybys av Venus (10. februar 1990) og Jorden (8. desember 1990 og 8. desember 1992). I tillegg til sensorer for å overvåke partiklene og feltene fra solvinden gjennom det interplanetære cruise og deretter innenfor Jupiters magnetosfære, var Galileo utstyrt med en skanneplattform som bar fire optiske instrumenter. Et høyoppløselig kamera ble komplementert med et nær-infrarødt kartleggingsspektrometer (for å studere den termiske, kjemiske og strukturelle naturen til Jupiters måner og sammensetningen av planetens atmosfære), et ultrafiolett spektrometer (for å måle gasser og aerosoler og oppdage komplekse molekyler), og et integrert fotopolarimeter og radiometer (for å studere atmosfærisk sammensetning og distribusjon av termisk energi).
Under to passeringer inn i asteroidebeltet fløy Galileo forbi asteroidene Gaspra (29. oktober 1991) og Ida (28. august 1993), og ga dermed de første nærbildene av slike kropper; i prosessen oppdaget den en liten satellitt (Dactyl) som kretser rundt Ida. Galileo innredet også et unikt perspektiv av kollisjonen av kometen Shoemaker-Levy 9 med Jupiter da den stengte på planeten i juli 1994.
13. juli 1995 slapp Galileo ut en 339 kg (747 pund) atmosfærisk sonde på et kollisjonskurs med Jupiter. Nesten fem måneder senere (7. desember) penetrerte sonden de joviske skyetoppene litt nord for ekvator. Da den sakte sank ned av fallskjerm gjennom 165 km (ca. 100 mil) atmosfære, rapporterte instrumentene om omgivelsestemperatur, trykk, tetthet, nettovennestrømmer, elektriske utladninger, skystruktur og kjemisk sammensetning. Etter nesten 58 minutter, etter å ha oppnådd sitt oppdrag, mislyktes sonens sender på grunn av den stigende temperaturen. Noen timer senere, og fullførte en reise på seks år og 3,7 milliarder km (2,3 milliarder mil), kom Galileo-hovedfarkosten inn i bane rundt Jupiter.
I løpet av de neste fem årene fløy Galileo en serie baner som produserte nære møter med Jupiters fire største måner - i rekkefølge etter avstand fra planeten, Io, Europa, Ganymede og Callisto. Til tross for begroingen av sin høye gevinst-hovedantenne tidlig i oppdraget, som frustrerte overføringen av den påkostede bildedekningen som opprinnelig var planlagt, ga Galileo avslørende nærbilder av utvalgte funksjoner på månene og dramatiske bilder av Jupiters skylag, auroras, og stormsystemer, inkludert den langvarige Great Red Spot. Et spesielt høydepunkt var dens detaljerte utsikt over den knuste iskalde overflaten i Europa, som viste bevis for et mulig hav under vann. Etter gjennomføringen av Galileos to år primære oppdrag ble bane justert for å sende den inn i den intense, potensielt skadelige strålingen nær planeten for å gjøre et veldig nært pass av Io og granske de aktive vulkanene i enestående detalj. Etter å ha foretatt koordinerte studier av Jupiters magnetiske miljø med Cassini-romfartøyet (lansert 15. oktober 1997) da dette fartøyet fløy gjennom det joviske systemet i desember 2000 på vei til Saturn, ble Galileos aktivitet redusert. I september 2003 ble den sendt ned i Jupiters atmosfære for å ødelegge seg selv for å forhindre mulig forurensning av en jovisk måne.
