形态特征
木星大气层中的大红斑是一团激烈的沿逆时针方向运动的下沉气流，这个气流物质中含有大量的红磷化物，所以呈深褐色。
这个大红斑的位置并不是固定不变的，而是在不断地移动。木星的大红斑大致位于南纬23°处，它的南北宽度经常保持在14000千米，东西方向上的长度在不同时期有所变化，最长时达40000千米左右，一般长度在20000～30000千米。
在大红斑中心部分有个小颗粒，是大红斑的核，其大小约几百公里。这个核在周围的反时针漩涡运动中维持不动。大红斑的寿命很长，可维持几百年或更长久。
根据观测结果显示，科学家发现木星大红斑中红色最明显的区域印证了冷风暴系统内部存在热核心的理论；而观测图像中风暴边缘深色的线条显示出风暴爆发所释放出的气体正在向星球的内部漫延。
观测历史
早期发现
一般认为，第一位看见大红斑的人可能是罗伯特·虎克，他在1664年描述木星上的这个斑点；然而，虎克所描述的斑点却在不同的区带上（北赤道区，但位置在南赤道带）。
1665年，法国天文学家发现木星有一条大红斑并把它绘制成图，终于引起了国际天文学界的注意，此后，至1713年，这条大红斑在可见光的波段下断断续续的被观测着。
从17世纪被发现之后，到1830年有长达118年的空白没有被观测的纪录。原来的斑点是否消散并改变重组了，是否退了色，或者只是简单的观测上的贫乏，都无从得知。
当前对大红斑的第一笔记录始自1830年代之后。1878年，一位天文学家在观测木星时再次发现了这个大红斑，此后，人们开始了对它接连地观测。
卫星探测
在1979年2月25日，当旅行者1号太空船以920万公里的距离掠过木星时，首度将大红斑清晰的影像传送回地球，可以看清楚160公里大小的横断面。西边有着五颜六色、波浪般的云彩模式，是大红斑活跃的区域，那里被观察到有非常复杂和多变的云彩运动。
1973年12月3日，为探明木星真相，美国发射了无人勘测器——先锋10号。经过1年零9个月的宇宙飞行，“先锋10号”终于来到了木星附近，并拍摄到了木星外形的彩色照片发回地球。这些照片让人们清楚地看到了木星上的大红斑。
2011年9月，智利和夏威夷的天文台传回珍贵的观测资料，供加州“喷射推进实验室”(the Jet Propulsion Laboratory)解析研究。资深科学家欧尔顿(Glenn Orton)表示，这是他们第一次深入观察太阳系最大的风暴。原本他们以为‘大红斑’只是一个历史悠久但平凡无奇的椭圆形气体，但新观测数据显示，其实它的结构非常复杂。
据美国宇航局太空网报道，在地球上，飓风可在几天内形成和消失不见。然而在木星上，暴风可一直持续几年甚至几个世纪。木星上的“大红斑”已经持续至少300年，它是一个巨大的反气旋暴风，直径是地球的两倍。不过现在木星上的所有暴风的根源——这个“大红斑”正在慢慢缩小。
