이오의 질량 값이 높은 이유는 질량의 대부분이 규산염 질의 바위와 철로 이루어져 있어서이고 주로 얼음과 규산염 광물의 혼합체로 이루어진 다른 외태양계 위성들보다는 이오는 위성이면서도 조금 더 지구형 행성에 가까운 구성을 가지고 있는 것이 흥미를 끄는 특징입니다.
또한 이오는 태양계 위성 중 가장 높은 밀도 값을 가지고 있는데 이오 내부에는 규산염이 풍부한 지각과 맨틀 그리고 황철광이 풍부한 핵으로 나누어져 있으며 이들이 매우 높은 밀도로 서로 뭉쳐 있음을 보여줍니다.
이오의 표면은 다른 행성들과 조금은 다른 모습을 보입니다.
과학자들은 최초 이오를 관측했을 때 달 화성 수성 등 여러 천체에서 오래된 지형을 관측한 경험을 기반하여 이오 또한 이런 천체들과 같이 표면에 수많은 충돌과 있을 것으로 예상하였습니다.
하지만 보이저 1호가 전송해 온 이오의 사진에는 충돌구가 거의 보이지 않았으며 오히려 대부분 넓고 매끄러운 평지에 가끔 점과 같은 모양으로 산들이 솟아 있었으며 다양한 모양과 크기의 구덩이들이 화산 활동에 의해 분출되어 용암류에 덮인 모습을 보였습니다.
이오가 다른 오래된 천체들에 비해 상대적으로 충돌구가 적었던 이유로는 학자들은 이오의 활발한 화산 활동을 그 원인으로 추측하였는데 당시 학자들은 이오에서 끊임없이 분출하는 화산 분출물이 시간이 지나면서 생겨나는 이오의 충돌 그들을 계속 덮으면서 흔적을 지워나갔기 때문이라는 표면이 매끄러워진 것으로 추측하였고 이 가설은 보이저 1호가 9개가 넘는 활화산을 관측하면서 입증하게 됩니다.
이오의 표면을 이루는 구성 성분의 대부분은 이 천체에서 끊임없이 이루어지는 화산 활동에 의해 만들어지는데 화산에서 분출된 규산염 광물과 황, 이산화황 등 다양한 물질이 이오의 표면을 뒤덮고 있으며 이러한 물질로 인해 이오의 표면 색은 매우 다채로운 빛을 띠게 됩니다.
이오가 이렇게 활발한 화산 활동을 보이는 이유로는 우선 이오와 인접한 여러 천체화의 작용으로 인해 궤도가 미묘하게 찌그러져 있으며 이러한 궤도 이심률로 인해 조속 가열이 발생하게 되면서 화산 활동을 촉발하게 된 것입니다.
이오에는 화산 중심에서 흘러나오는 수백 개의 용암류 지형이 있으며 화산 폭발이 한 번 일어나게 되면 용암이 수십에서 수백 킬로미터까지 흘러가면서 용암류가 만들어지고 이때 용암은 주로 현무암 규산염 성분과 고철이자 또는 초 고철 질암이 섞여 있습니다.