质，并在木星周围产生强烈的凸起状辐射。在凸出面中脱离的粒子部分地造成了木星的巨大磁层。
艾奥比地球的卫星月球略大一些，它的平均半径是1,821.3公里（比月球大约5%），质量是8.9319×10公斤（大约比月球多21%）。它的形状略为椭球，而它最长的轴是指向木星的。在伽利略卫星中，艾奥的质量和体积都比盖尼米德和卡里斯托小，但比欧罗巴大。
主要由硅酸盐岩石和铁组成，艾奥在外太阳系的卫星中比其他的卫星都更接近类地行星的结构主体，其它的主要由碎冰和硅酸盐混合组成。艾奥的密度为3.5275 g/cm是太阳系的卫星中密度最高的；明显的比其他的伽利略卫星高，也比地球的月球要高。
根据旅行者号和伽利略号测量的卫星质量、半径和四极引力系数（关于质量在内部如何分布的数值）建立的模型，建议它的内部和外部之间是有所不同的，富含硅酸盐的外壳和内部的地幔，铁或硫化铁－富含在核心，金属核心的质量大约占了艾奥质量的20%。依据核心中硫的含量，如果完全由铁组成，核心的半径在350至650公里（220至400英里）之间；如果由铁和硫混和组成，核心的半径则在550至900公里（310至560英里）。伽利略号的磁强计没有测出艾奥内部的磁场，所以认为核心没有对流。
模型也建议艾奥内部的组成，地幔至少有75%由富含镁的矿物橄榄石组成，并且有大量类似于L球粒陨石和LL球粒陨石的陨石，并且有更高的铁含量（相较于地球的卫星月球的硅，但仍比火星低）要维持在艾奥上观察到的热流，10-20%的地幔也许是溶解的，但观察到高温的火山作用地区，也许有更高的被熔解比例。由于广泛的火山作用，艾奥的岩石圈主要由硫磺和玄武岩组成，它的厚度至少有12公里（7英里），但不会超过40公里（25英里） 。
不同于地球和月球，艾奥内部的热源主要来自潮汐散逸而不是放射性同位素的衰变，这是艾奥的轨道与欧罗巴和盖尼米德共振的结果。这样的热化与木星和艾奥的距离、轨道的离心率、它的内部构造和物理状态有关。它和欧罗巴与盖尼米德的拉普拉斯共振，维系了艾奥的离心率并且防止了它因潮汐散逸而使轨道变圆。
轨道共振也帮助艾奥维持到木星的距离，否则木星涌起的潮汐将导致艾奥的轨道成螺旋形的逐渐由外向内的朝母行星接近。艾奥的潮汐隆起在轨道上的近木点和远木点的时刻之间有着100米（330
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