范围分别为0.0009-0.0022和0.05-0.32°这种轨道的变化使得其转轴倾角在0-0.33°之间变化。
木卫三和木卫二、木卫一保持着轨道共振关系：即木卫三每公转一周，木卫二即公转两周、木卫一公转四周当木卫二位于近拱点、木卫一位于远拱点时，两者之间会出现上合现象；而当木卫二位于近拱点时，它和木卫三之间也会出现上合现象。
木卫一和木卫二，木卫三的上合位置会以相同速率移动，遂三者之间有可能出现三星合现象。这种复杂的轨道共振被称为拉普拉斯共振。现今的拉普拉斯共振并无法将木卫三的轨道离心率提升到一个更高的值。
0.0013的离心率值可能是早期残留下来的——当时轨道离心率的提升是有可能的。但是木卫三的轨道离心率仍然让人困惑：如果在现阶段其离心率值无法提升，则必然得表明在其内部的潮汐耗散作用下，它的离心率值正在逐渐损耗。
这意味着离心率值的最后一次损耗就发生在数亿年之前。由于现今木卫三轨道的离心率相对较低——平均只有0.0015，所以现今木卫三的潮汐热也应该相应的十分微弱。但是在过去，木卫三可能已经经历过了一种或多种类拉普拉斯共振，从而使得其轨道离心率能达到0.01-0.02的高值。
这可能在木卫三内部引起了显著的潮汐热效应；而这种多阶段的内部加热最终造成了现今木卫三表面的槽沟地形人们还无法确切知晓木卫一、木卫二和木卫三之间的拉普拉斯共振是如何形成的。现今存在两种假说：一种认为这种状态在太阳系形成之初即已存在；另一种认为这种状态是在太阳系形成之后才发展出来的。
一种可能的形成过程如下：首先是由于木星的潮汐效应，致使木卫一的轨道向外推移，直至某一点与木卫二发生2:1的轨道共振；之后其轨道继续向外推移，同时将部分的旋转力矩转移给木卫二，从而也引起了后者的轨道向外推移；这个过程持续进行直到木卫二到达某一点与木卫三形成2:1的轨道共振。最终三者之间的两对上合现象的位置移动速率保持一致形成拉普拉斯共振，
第一批是先驱者10号和先驱者11号，两者传回的关于木卫三的信息较少。之后旅行者1号和旅行者2号于1979年飞掠过木卫三。它们精确测定了它的大小，最终证明它的体积要大于土卫六，后者曾被认为大于前者。此外，这两艘飞船还发现了木卫三上的槽沟地形。
1995年，伽利略号进入环木
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