Callisto est un satellite d'une belle taille, avec ses 4 800 km de diamètre, il est légèrement plus gros que Mercure. Il aurait la même composition que Ganymède mais il semble avoir peu ou pas de structure interne ; elle est un mélange plus ou moins uniforme de glace (40%) et de roche / fer (60%). De l'eau pourrait exister sous sa croûte.

Tout comme Mercure, sa surface, très foncée, remplie d'anciens cratères qui ne dépassent pas les 150 km, est constituée de glace mélangée à des roches. Cette très vieille surface, qui n'a pas été remodelée depuis 4,5 milliards d'années, fait de Callisto un des astres les plus vieux du système solaire. Dans la région de Valhalla, il y a un cratère composé d'un vaste système de dix anneaux concentriques de 4 000 km de diamètre qui entourent une zone centrale brillante de 600 km. Il a été formé à la suite de l'impact d'un astéroïde de plusieurs dizaines de kilomètres. Callisto possède aussi un champ magnétique mais qui est faible.

Image de Voyager II de Callisto

Quand Galileo est passé à 138 km de distance de Callisto, le 25 mai 2001, la sonde a transmise cette vue qui nous montre une surface de 14 km de long et 7 km de large, avec d'étranges paysages situés au sud du bassin d'Asgard. Les plus petits détails mesurent 3 mètres. Les bandes noires correspondent à des données manquantes. Des aiguilles de glace, hautes de 80 à 100 mètres se dressent au-dessus d'un sol noir. Selon le planétologue James Klemaszewsi (Academic Research Lab, Phoenix) il s'agirait de projections de glace causées par un très ancien impact.