大紅斑，是一個在木星的南赤道帶邊緣存在了很久的反氣旋漩渦，它看上去是一個非常穩定的特徵，長約25000千米，上下跨度12000千米，每6個地球日按逆時針方向旋轉一周，經常捲起高達8千米的雲塔，有很多證據表明它已經被持續觀測了350年。木星大紅斑和白卵是木星表面的特徵性標誌。
木星大氣層中的大紅斑是一團激烈的沿逆時針方向運動的下沉氣流，這個氣流物質中含有大量的紅磷化物，所以呈深褐色。在大紅斑中心部分有個小顆粒，是大紅斑的核，其大小約幾百公裡。這個核在周圍的反時針漩渦運動中維持不動。大紅斑的壽命很長，可維持幾百年或更長久。
在1979年2月25日，當旅行者1號太空船以920萬公裡的距離掠過木星時，首度將大紅斑清晰的影像傳送回地球，可以看清楚160公裡大小的橫斷面。西邊有著五顏六色、波浪般的雲彩模式，是大紅斑活躍的區域，那裡被觀察到有非常複雜和多變的雲彩運動。
在地球上，颶風可在幾天內形成和消失不見。然而在木星上，暴風可一直持續幾年甚至幾個世紀。據了解，木星「大紅斑」是由氨和甲烷氣體雲構成的巨大漩渦，過去曾達到三個地球並排排列的寬度，如今已縮小約一個地球(直徑約12700千米)多。研究者稱，這是周圍的小漩渦相互作用導致其內部構造改變造成的。有業餘天文愛好者的觀測也表明，「大紅斑」的縮小速度正在加快。
義大利的天文學家卡西尼指出，大紅斑是木星大氣的形態，就像地球空中的雲彩。卡西尼利用這個大紅斑準確地測量出木星自轉的周期、人們還在觀測中發現，大紅斑的顏色有時很濃，有時較淡，淡的人們只能隱約看到它的輪廓。大紅斑在緯度方向上還有漂移運動，因此大紅斑不是固態的物質。
科學家們早已知道木星周圍有一層很厚的大氣，由氧、氦、甲烷、氨氣等物質構成。但是從木星探測器所發回的資料來推測，木星的內部溫度很高，從中散發出來的熱量為從太陽光中吸收的熱量的2.5倍。所以有的科學家就據此推測，大紅斑可能就是木星內部溫度最高的部分呈柱狀的漩渦不斷朝外噴射的地方。大紅斑噴出之後，柱狀的漩渦與大氣中的甲烷、氨等物質產生化合作用，從而形成了橘紅色的物質團—大紅斑。