意大利的天文学家卡西尼指出，大红斑是木星大气的形态，就像地球空中的云彩。卡西尼利用这个大红斑准确地测量出木星自转的周期、人们还在观测中发现，大红斑的颜色有时很浓，有时较淡，淡得人们只能隐约看到它的轮廓。大红斑在纬度方向上还有漂移运动，因此大红斑不是固态的物质。
2013年11月18日，哈佛大学和加州大学伯克利分校研究人员发现木星大红斑的形成和能量补充机制，认为垂直方向上的能量补充非常重要，是大红斑不消失的原因。
气流翻腾
木星是太阳系中自转速度最快的行星，这使大气中的云被拉成长条形状，共形成了17条云带。云带中亮的部分称作“带”，暗的部分称作“带纹”。从探测器拍下的照片看，大气中的云剧烈翻转，在翻腾的云中有一个显著的大红斑。大红斑乘着大气中上升的气流，沿逆时针方向大约6个地球日旋转一周。接受来自周围气流流动形成的能量，并且很好地保持能量平衡的状态。
热量喷射
科学家们早已知道木星周围有一层很厚的大气，由氧、氦、甲烷、氨气等物质构成。但是从木星探测器所发回的资料来推测，木星的内部温度很高，从中散发出来的热量为从太阳光中吸收的热量的2.5倍。
所以有的科学家就据此推测，大红斑可能就是木星内部温度最高的部分呈柱状的旋涡不断朝外喷射的地方。大红斑喷出之后，柱状的旋涡与大气中的甲烷、氨等物质产生化合作用，从而形成了橘红色的物质团—大红斑。
气旋风暴
“先驱者”和“旅行者”探测器的探测结果表明，大红斑是一个庞大的气旋风暴，类似于地球上的台风，也类似火星上的尘暴，但它的规模要大得多，持续时间也长得多。除了大红斑之外，木星上还存在一些小红斑。
温度上升
科学家格林·奥尔顿(Glenn Orton)领导一个科学研究小组发现了迄今为止太阳系中规模最大的一次红斑爆发现象。奥尔顿表示：“我们之前一直认为木星大红斑只有一个简单的椭圆体结构，但是这次最新的研究成果显示其内部的结构体系其实非常复杂，”
奥尔顿表示，这次所得到的观测结果让人类第一次了解了木星大红斑爆发过程中一系列的细节变化，与此同时，科学家们也据此认为这个太阳系中最著名的风暴系统存在一种“环流模式”。
数百年来，向往宇宙的科学家们已经对木星大红斑进行了无数次的观测，对于其结构的连续观测可以追溯到19世纪。
科学家这次能得到最新的木星大红斑热成像图要“归功”于欧洲南方天文台(ESO)安装在智利境内的大型天文望远镜和同样安装在智利境内的8米双子南座望远镜，以及日本国家天文台安装在夏威夷的昴星望远镜。20世纪90年代初期，美国航空航天局的伽利略号宇宙飞船曾经向地球发回过有关木星大红斑的图片，而这一次科学家获得的图像无论在清晰度还是在覆盖范围上都大大超越了伽利略号所发回的图片数据。
欧洲南方天文台在其大型天文望远镜上安装了一种名叫VISIR的装置，这种装置可以帮助天文学家准确地测量出了风暴周围的温度、悬浮颗粒以及氨气含量，其中每一项参数都能够告诉我们在风暴内部的天气以及环流模式的变化科学家利用这次最新得到的数据与以往利用VISIR所观测到的数据进行结合，最终揭开了即使在遇到乱流、气候剧变以及遭遇反气旋之后，风暴内部依然能够保持稳定的奥秘，
另一位参与此项研究的科学家利?费来彻(Leigh Fletcher)表示：“让我们感到惊讶的是――图片上橙红色区域的温度要比周围高出三到四摄氏度。”费来彻所指出的这种温度的差异并不多见，但是其已经足够引起风暴中心的气流进行顺时针方向的环流运动。在木星的其他区域，这种温度的差异可以影响风速以及云团造型的变化。
费来彻表示：“通过这次研究，我们第一次了解到环境(包括温度、风速、气压等等)与木星大红斑颜色的变化有着密切的联系。我们还不能确切地知道究竟是何种原因导致风暴内部颜色的差异，但是能确定的是这与周围环境的变化有很大的关系，
能量来源
哈佛大学和加州大学伯克利分校的科学家通过研究发现木星的大红斑之谜可以解释为不寻常运动的气旋，其中气流的垂直运动是大红斑无法消失的一个重要原因，科学家此前认为大红斑最终将会消失，但是这一情况已经持续数百年之久。通过对木星大气循环的研究，研究人员也可以解释地球上形成的漩涡，该现象可以维持数年之久，其中的机理与太阳系内天体的极端气旋运动相类似。木星的大红斑位于赤道附近，外表上看似乎是一个非常稳定的超级漩涡。
木星大红斑直径巨大，可以装下3个地球，其形状可发生一些变化，大红斑可以一直持续并长达数百年之久，必然有另一种补充能量的机制，使得这个超级气旋可以继续维持下去，否则根据我们现有的流体动力学理论，大红斑会本应该在几个世纪前就逐渐失去能量消失。从地球上台风或者飓风形成理论上看，超级气旋维持需要能量介入，移动过程、风以及辐射热量都会降低系统能量，木星大气中的垂直流可吸引热气体从大红斑的上方对系统注入能量，冷气体则中下方进入风暴中心区域。
流体动力学教授菲利普·马库斯使用了计算机模型对垂直流和涡流进行了研究，在过去的调查中，科学家忽视了垂直流的作用，因为那时他们认为这并不是主要因素，或者他们使用了更加简单的方程，所以没有发现大红斑的能量补充之谜。有一些科学家认为大红斑是通过一些小的气旋来补充系统能量，但计算机模型表明这些能量还不足以维持大红斑的存在。
木星大气是太阳系中最大的行星大气环境，由氢和氦组成，大气中还拥有数以百计的气旋漩涡，大红斑就是其中一个持久性最强的反气旋。本项研究成果发表在美国物理学会流体动力学分会2013年11月25日举行的年度会议上。
巨大眼睛
这张照片可以清楚地看到大红斑在木星上的位置，其大小能够容纳数个地球，地球的体积差不多如木星的卫星在大红斑上留下的影子大小。
10月30日消息，据媒体报道，美国宇航局公布了哈勃望远镜拍摄到木星大红斑的最新照片，如同一个巨大的眼睛正在“盯着你”看。图中显示了木星大红斑内出现了一个黑圈，犹如眼睛的瞳孔及虹膜部分，巨大的眼睛似乎是在直视哈勃太空望远镜。对此美国宇航局认为大红斑中的黑色部分其实是木星卫星的投影，由于曝光期间木星的一颗卫星进入了大红斑附近，看上去像是人类的眼睛，
美国宇航局卡西尼土星探测器拍摄到土星北极的奇怪云层，中央出现了一个巨大的漩涡，这个气旋几乎占据了整个土星极区，风暴内的风速高达每小时200英里，与高速列车的速度相当，横跨2万英里，大约为3.2万公里，是地球直径的两倍。 探测表明，大红斑的形状没有太大变化，一般呈椭圆形，就像木星上长着的一只眼睛。但大红斑的颜色却常有变化，有时鲜红鲜红的，有时又略带棕色或淡玫瑰色。
云量因素
色彩的变化与云层的高度有关：最低处为蓝色，跟着是棕色与白色，最高处为红色。我们通过高处云层的缺口才能看到低处的云层。
物质差异
木星表面云层的多彩可能是由大气中化学成分的微妙差异及其作用造成的，可能其中混入了硫的混合物，造就了五彩缤纷的视觉效果，但是其详情仍无法知晓。
科学推导
红外线的观察加上对它自转趋势的推导显示大红斑是一个高压区，那里的云层顶端比周围地区特别高，也特别冷。类似的情况在土星和海王星上也有。还不清楚为什么这类结构能持续那么长的一段时间了。
