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    艾奥本身没有磁场，因此，电子沿着木星的磁场接近艾奥并直接撞击到卫星的大气层。越多的电子撞击大气层，极光就越明亮，而磁力线是与卫星正切的（也就是说接近赤道），因此在那儿经过的气柱会最长。极光与艾奥上的正切点的结合被观察到的"晃动"指出木星的倾斜磁偶极场变化方向。

    艾奥的第一份观测报告是伽利略在161o年1月7日提出的。艾奥和木星其它伽利略卫星的现被表在伽利略于的161o年3月出版的星界报告。

    西门马里乌斯于1614出版的马里乌斯木星报中声称，他于16o9年就现了艾奥和木星的其它卫星，比伽利略早了一个星期。伽利略质疑这个声明，并且反驳马里乌斯剽窃、抄袭他的成就。因为伽利略在马里乌斯之前就布了他的现，而且相信马里乌斯也知道这件事。

    在后来的两个半世纪，艾奥仍未被解析过，在天文学家的望远镜中仍然只是一个亮度5等的光点。在17世纪，艾奥和其他的伽利略卫星为各种各样的目的服务，像是协助船员们进行经度的测量，验证开普勒的行星运动第三定律，和测量光线在旅行在木星和地球之间的时间    。以卡西尼等人建立的星历表为基础，拉普拉斯创造了一种数学的理论来解释艾奥、欧罗巴、和盖尼米得的轨道共振    。这种共振在日后现对这三颗卫星的地质有深远的影响。

    望远镜技术的改进，使19世纪末2o世纪初的天文学家有能力在解析（能看得见）出在艾奥上大区域的表面特点。

    在189o年代，巴纳德先观察到艾奥的赤道和极区之间在光度上的变化，正确的测量出这两个地区的光度变化是来自颜色和反照率的不同，而不是因为艾奥呈现卵型，一如威廉·皮克林和他的同伴所主张的，而不是巴纳德最初所主张的是两个不同的天体    。之后的望远镜观测证实了艾奥很明确的在极区是红棕色的，而赤道带是黄白色的。

    在2o世纪中期的望远镜观测开始注意到艾奥异常的本质。分光镜的观测建议艾奥的表面没有水冰（在其它的伽利略卫星上被现含量丰富的物质）；同样的观测亦表面主要的成分是钠盐和硫磺。    电波望远镜的观测揭露了艾奥对木星的磁层有所影响，如被观察到的十米的波长爆与艾奥的轨道周期有关    。

    通过艾奥附近的第一艘航天器是先驱者1o号和先驱者11号这一对孪生的航天器，分别在1973年12月3日和1974年12月2日    以无线电追踪提供了艾奥质量的改善估计值、与艾奥尺寸的最佳值。认为艾奥是四颗伽利略卫星中密度最高的，主要是由硅酸盐的岩石组成，而不是水冰组成的。

    先驱者号也揭露艾奥有稀薄的大气层，轨道附近有强烈的辐射传送带。先驱者11号的照相机获得的唯一一张好的照片，显示了艾奥的北极地区。先驱者1o号原先计划在近距离的接近艾奥时拍摄照片，但是这项观测因为高辐射的环境而失败了    。

    当另一对航天器旅行者1号和旅行者2号在1979年掠过艾奥，它们更为先进的影像系统可以获得更好的影像。

    旅行者1号在1979年3月5日从2o,6oo公里飞掠过这颗卫星    ，它传回在接近的影像显露很奇怪、多彩多姿却没有撞击坑的    。分辨率最高的影像显示出相对年轻的表面点缀著其形怪状的凹坑，山比艾佛勒斯峰还要高，还有类似熔岩流的特征。

    在短暂的邂逅之后，旅行者工程师琳达·蒙娜碧朵注意到在一张影像中有一个流束从表面放射出来。分析旅行者1号拍摄的其他影像后，总共找到9张有这种流束的照片，证实了艾奥有活跃的火山活动。
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