ಗುರುಗ್ರಹದ ವಾತಾವರಣದ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂಯೋಜನೆಯು ಇಡೀ ಗ್ರಹದ ಸಂಯೋಜನೆಯಂತೆಯೇ ಇದೆ. ಡಿಸೆಂಬರ್ ೭, ೧೯೯೫ ರಂದು ಗೆಲಿಲಿಯೋ ಆಂತರಿಕ್ಷ ನೌಕೆಯು ಪ್ರೋಬ್ ಯಂತ್ರವೊಂದನ್ನು ಗುರುವಿನ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ಬಿಟ್ಟಿತು. ಆ ಪ್ರೋಬ್ ಯಂತ್ರವು ಕೆಳಗೆ ಇಳಿಯುತ್ತಾ ವಾತಾವರಣದ ಬಗ್ಗೆ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಆಂತರಿಕ್ಷ ನೌಕೆಗೆ ರವಾನಿಸಿತು ಗ್ರಹದ ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ ೧೩೨ ಕಿ.ಮೀ ವರಗೆ ಇಳಿದ ನಂತರ ಯಂತ್ರವು ಸ್ತಬ್ಧವಾಯಿತು. ಈ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಫಲವಾಗಿ ಗುರುವಿನ ವಾತಾವರಣವು ಇನ್ನಿತರ ಎಲ್ಲಾ "ಅನಿಲ ದೈತ್ಯ"(ಗ್ಯಾಸ್ ಜೇಂಟ್) ಗ್ರಹಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ವಿಶದವಾಗಿ ತಿಳಿಯಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ. ರಸಾಯನಿಕ ಸಂಯೋಜನೆಯ ಮಾಹಿತಿಯ ಇನ್ನಿತರ ಸ್ರೋತಗಳೆಂದರೆ ಇನ್-ಫ್ರಾ ರೆಡ್ ಖಗೋಳ ವೀಕ್ಷಣಾಲಯ, ಗುರುಗ್ರಹದ ಬಳಿ ಹಾದು ಹೋದ ಕ್ಯಾಸಿನಿ ಆಂತರಿಕ್ಷ ನೌಕೆ, ಮತ್ತು ಭೂಮಿಯಲ್ಲಿರುವ ಇತರ ಖಗೋಳ ವೀಕ್ಷಣಾಲಯಗಳು.
ಗುರುಗ್ರಹದ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖವಾಗಿ ಜಲಜನಕ ಮತ್ತು ಹೀಲಿಯಂ ಸಮೃದ್ಢವಾಗಿವೆ. ಹೀಲಿಯಂ ಅಣುಗಳ ಸಮೃದ್ಧಿ ಜಲಜನಕದ ಅಣುಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ 0.157 ± 0.0036 ರಷ್ಟಿದೆ. ಮತ್ತು ಮಾಸ್ ಫ್ರ್ಯಾಕ್ಷನ್ 0.234 ± 0.005 ರಷ್ಟಿದೆ. ಈ ಅನುಪಾತಗಳು ನಮ್ಮ ಸೌರವ್ಯೂಹದ ಉಗಮದ ಸಮಯದಲ್ಲಿದ್ದ ಜಲಜನಕ ಮತ್ತು ಹೀಲಿಯಂ ಅಣುಗಳ ಅನುಪಾತಕ್ಕಿಂತ ಸ್ವಲ್ಪ ಕಡಿಮೆ. ಇದಕ್ಕೆ ಕಾರಣವೇನೆಂದು ತಿಳಿದಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಜಲಜನಕಕ್ಕಿಂತ ಭಾರವಾಗಿರುವ ಹೀಲಿಯಂ ಸ್ವಲ್ಪ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಗುರುವಿನ ಗರ್ಭದಲ್ಲಿ ಹೆಪ್ಪುಗಟ್ಟಿರಬೇಕೆಂದು ತಿಳಿಯಲಾಗಿದೆ. ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ಸರಳ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳಾದ ನೀರು, ಮೀಥೇನ್(CH4), ಹೈಡ್ರೊಜೆನ್ ಸಲ್ಫೈಡ್(H2S), ಅಮ್ಮೋನಿಯ(NH3), ಫೊಸ್ಫೈನ್(PH3) ಗಳು ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ. ಟ್ರೊಪೋಸ್ಫಿಯರ್ ನ ತೀರಾ ಒಳಗೆ (೧೦ ಬಾರ್) ಇವುಗಳ ಸಮೃದ್ಧಿಯಿರುವುದರಿಂದ ಗುರುವಿನ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ಧಾತುಗಳಾದ ಕಾರ್ಬನ್, ಸಾರಜನಕ, ಆಮ್ಲಜನಕಮತ್ತು ಗಂಧಕಗಳು ಸೂರ್ಯನಲ್ಲಿರುವುದಕ್ಕಿಂತಲೂ ೨-೪ ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗಿವೆ ಎಂದು ತಿಳಿದುಬರುತ್ತದೆ.
ನೋಬಲ್ ಅನಿಲಗಳಾದ ಅರ್ಗಾನ್, ಕ್ರಿಪ್ಟಾನ್ ಮತ್ತು ಝೆನಾನ್ ಗಳು ಕೂಡಾ ಸೌರ ಪ್ರಮಾಣಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿವೆ ಆದರೆ ನಿಯಾನ್ ಮಾತ್ರ ಕಡಿಮೆಯಿದೆ. ಇತರ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳಾದ ಅರ್ಸೈನ್(AsH3),ಜರ್ಮೇನ್(GeH4) ತೀರಾ ಕನಿಷ್ಟ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿವೆ.ಗುರುವಿನ ವಾತಾವರಣದ ಮೇಲುಭಾಗದಲ್ಲಿ ಸರಳ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ ಗಳು ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಈಥೇನ್, ಅಸಿಟಲೀನ್, ಡೈಅಸಿಟಲೀನ್ ಮುಂತಾದವು ಸೂರ್ಯನ ಅತಿನೇರಳೆ ಕಿರಣಗಳು ಮತ್ತು ಗ್ರಹದ ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ವಲಯದಿಂದ ನುಗ್ಗುವ ಉದ್ದೀಪ್ತ ಕಣಗಳು ಮೀಥೇನ್ ಅನಿಲದ ಮೇಲೆ ವರ್ತಿಸಿದಾಗ ಉಂಟಾಗುತ್ತವೆ. ವಾತಾವರಣದ ಇದೇ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್, ಕಾರ್ಬನ್ ಮೊನಾಕ್ಸೈಡ್ ಮತ್ತು ಅಲ್ಪ ಪ್ರಮಾಣದ ನೀರು, ಶೂಮೇಕರ್ ಲೆವಿ-೯ ನಂತಹ ಧೂಮಕೇತುಗಳ ಅಪ್ಪಳಿಸುವಿಕೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗಿರಬೇಕೆಂದು ಊಹಿಸಲಾಗಿದೆ. ಈ ಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ನೀರು ಕೆಳಗಿನ ಟ್ರೊಪೋಸ್ಫಿಯರ್ ನಿಂದ ಬರಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ, ಎಕೆಂದರೆ ಟ್ರೊಪೋಸ್ಫಿಯರ್ ನ ಮೇಲಿನ ಗಡಿಯಾಗಿರುವ ಟ್ರೊಪೋಪೌಸ್ ತಣ್ಣಗಿರುವುದರಿಂದ, ನೀರಾವಿಯನ್ನು ತಣ್ಣಗೆ ಮಾಡಿ ಭಾರವಾಗಿರುವ ಮೋಡಗಳನ್ನಾಗಿಸಿ ತನ್ನನ್ನು ದಾಟಿ ಮೇಲಿನ ಸ್ಟ್ರಾಟೋಸ್ಫಿಯರ್ ಗೆ ಹೊಗದಂತೆ ತಡೆಯುತ್ತದೆ. ಭೂಮಿಯಿಂದ ಮತ್ತು ಆಂತರಿಕ್ಷನೌಕೆಗಳಿಂದ ನೆಡೆಸಲಾದ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳಿಂದ ಗುರುಗ್ರಹದ ವಾತಾವರಣದ ಐಸೋಟೋಪ್ ಅನುಪಾತಗಳ ಉತ್ತಮ ತಿಳುವಳಿಕೆಯುಂಟಾಗಿದೆ. ಜುಲೈ ೨೦೦೩ರಲ್ಲಿ ಒಪ್ಪಲ್ಪಟ್ಟ ಡ್ಯುಟೇರಿಯಂ ಸಮೃದ್ಧಿಯು 2.25 ± 0.35 × 10−5 ರಷ್ಟು, ಇದು ಬಹುಶಃ ನಮ್ಮ ಸೌರವ್ಯೂಹಕ್ಕೆ ಜನ್ಮನೀಡಿದ ಮೂಲ ನಕ್ಷತ್ರ ನ್ಯಬೂಲಾ (ಪ್ರ್ಟೊಟೊ ಸ್ಟಾರ್ ನ್ಯಬೂಲಾ)ದಲ್ಲಿದ್ದ ಅನುಪಾತವಿರಬೇಕು. ಸಾರಜನಕದ ಐಸೋಟೊಪುಗಳಾದ 15N ಮತ್ತು 14N ಗಳ ಅನುಪಾತವು 2.3 × 10−3 ರಷ್ಟು. ಇದು ಭೂಮಿಯ ವಾತಾವರಣದ ಇವೇ ಐಸೋಟೊಪುಗಳ ಅನುಪಾತದ (3.5 × 10−3) ಮೂರನೆಯ ಒಂದರಷ್ಟು ಎಂಬುದು ವಿಶೇಷವಾಗಿದೆ ಎಕೆಂದರೆ ಕೆಲವು ಸೌರವ್ಯೂಹದ ಉಗಮವನ್ನು ಅರ್ಥೈಸುಲು ಯತ್ನಿಸುವ ವಾದಗಳು ಭೂಮಿಯ ವಾತಾವರಣದ ಸಾರಜನಕದ ಐಸೋಟೊಪುಗಳ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಸೌರವ್ಯೂಹದ ಉಗಮಕಾಲದಲ್ಲಿದ್ದ ಅನುಪಾತವೆಂದು ಪ್ರತಿಪಾದಿಸಿದ್ದವು.

ಪಟ್ಟಿಗಳು
ಝೋನ್, ಬೆಲ್ಟ್ ಮತ್ತು ಜೆಟ್ ಗಳು
ವಾತಾವರಣದ ಸ್ವರೂಪ
ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂಯೋಜನೆ