Il capitolo moderno della ricerca su Io ebbe inizio nel 1955 quando, con un esperimento di radioastronomia, Ken Franklin e Bernie Burke scoprirono nel cielo uno strana sorgente di segnali radio, che variava continuamente di posizione. Risultò che si trattava di Giove, e successive osservazioni sulla magnetosfera terrestre indicarono che i segnali provenivano da una densa popolazione di particelle intrappolate. Queste emissioni, tuttavia, non erano completamente casuali, ma in parte richiedevano una specifica posizione di Io rispetto alla linea congiungente Giove e la Terra.
Le sonde spaziali Pioneer 10 e 11 osservarono la fascia di radiazione di Giove, ma l'alta intensità della radiazione impedì dettagliate osservazioni di Io. Il Voyager 1 passò vicino a Io il 5 Marzo 1979 e scoprì che si trattava del corpo del sistema solare con la più intensa attività vulcanica. Questo avvenne appena qualche settimana dopo che un articolo su "Science" (di Peale, Cassen e Reynolds) prevedeva che l'interno di Io doveva essere riscaldato da pressioni alternate dovute alla gravità di Europa e Ganimede.
Le riprese fotografiche della sonda Voyager 1 mostrarono una strana superficie di depositi vulcanici vivamente colorati (come nell'immagine mostrata qui, ripresa dalla sonda "Galileo" il 7 Settembre 1996). Allora una ricercatrice, Linda Morabito, esaminando il bordo del satellite, scoprì un enorme zampillo luminoso che si innalzava dalla sua superficie. In seguito, furono localizzati altri condotti vulcanici attivi.
I vulcani di Io possono costituire la sorgente di molti degli ioni nella magnetosfera di Giove, e possono anche dar conto del "toro di Io", un anello di luminosi atomi di sodio che va tutto intorno alla sua orbita. Sembrano anche essere la sorgente della ionosfera di Io, anche se il satellite stesso può essere un buon conduttore di elettricità. In un caso o nell'altro vi è la possibilità di un circuito elettrico, che collega Io alla ionosfera di Giove, con le linee del campo magnetico di Giove che costituiscono un legame conduttore, poiché la conducibilità elettrica in un plasma procede facilmente lungo tali linee.
In un circuito di questo genere, dove un conduttore è in movimento rispetto all'altro in modo da attraversare (almeno in parte) le linee del campo magnetico, si produce un a effetto dinamo, utilizzando l'energia del moto relativo per generare corrente elettrica. Anche la dinamo di Io è un esempio di tutto questo, anche se qui la causa principale del movimento non è il moto orbitale di Io, ma piuttosto è la rotazione del plasma intrappolato nel campo magnetico di Giove, costretto dalle forze elettromagnetiche (che trascinano le linee del campo nel plasma) a stare al passo con la rapida rotazione del pianeta.
La sonda Voyager 2, che è passata vicina a Io il 9 Luglio 1997, è stata deviata per farle attraversare quelle linee del campo, ed ha rivelato le perturbazini magnetiche delle sue correnti, che sembrano anche essere la causa della modulazione dell'emissione radio. Nei punti in cui le correnti intersecano la ionosfera di Giove, si produce una intensa aurora polare, un processo un po' simile a quello responsabile delle aurore polari sulla Terra. Il fatto che siano state osservate bande multiple nell'aurora ha suggerito che forse anche altre lune di Giove producono un effetto "dinamo".
Come accennato precedentemente, a tutt'oggi sono stati contati 63 satelliti di Giove. Quelli più grandi, Io, Europa, Ganimede e Callisto, sono ghiacciati e hanno strane formazioni, inclusi alcuni "crateri palinsesto", strutture ad anello dovute a impatti che probabilmente una volta avevano prodotto dei crateri con alte pareti simili a quelli sulla nostra Luna, ma poi le pareti sono affondate fino alla superficie, lasciando soltanto la traccia del contorno, poiché il ghiaccio tende a scorrere sotto la forza di gravità (come avviene per i ghiacciai terrestri). Alcuni ricercatori hanno trovato indicazioni di un oceano salmastro sotto la superficie ghiacciata di Europa, ma la possibilità che possa ospitare creature viventi sembra scarsa.
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