Спутники были открыты Галилео Галилеем 7 января 1610 года (первое наблюдение) с помощью его первого в истории телескопа. На открытие спутников претендовал также немецкий астроном Симон Марий, который наблюдал их в 1609 году, но вовремя не опубликовал данные об этом. Есть также некоторые основания полагать, что спутники Юпитера были известны астрономам инков.
Названия галилеевых спутников были предложены Симоном Мариусом в 1614 году, однако в течение долгого времени они практически не использовались. Галилей назвал четыре открытые им спутника "планетами Медичи" (в честь четырёх братьев Медичи) и присвоил им порядковые номера. Лишь с середины XX века привычные нам названия стали общеупотребительными.
Галилеевы спутники названы по имени персонажей древнегреческой мифологии — любовниц Зевса (Ганимед — любовник). Мариус дал такие названия, так как Юпитер — аналог Зевса в римском пантеоне.
На сегодняшний день учёным известно 67 спутников Юпитера, среди которых Галилеевы – самые крупные.