Với nhiệt độ trung bình là âm 234 độ F (âm 145 độ C), sao Mộc lạnh giá ngay cả trong thời tiết ấm áp nhất. Không giống như Trái đất, có nhiệt độ thay đổi khi di chuyển đến gần hoặc xa xích đạo hơn, nhiệt độ của sao Mộc phụ thuộc nhiều hơn vào độ cao trên bề mặt. So sánh các quang cảnh hồng ngoại nhìn thấy, hồng ngoại gần và hồng ngoại nhiệt của Sao Mộc. Ở lớp tiếp theo, nhiệt độ tăng theo độ cao, trở lại âm 150 F một lần nữa. Ở trên đỉnh bầu khí quyển, nhiệt độ có thể lên tới 1.340 F (725 C), hơn 600 dặm (1.000 km) so với bề mặt hành tinh.