Główne cele naukowe przewidziane dla badań Ganimedesa i (w mniejszym stopniu) dla Kallisto są następujące: zbadanie powierzchniowych oceanów oraz wykrycie przypuszczalnych podpowierzchniowych zbiorników wodnych; zmapowanie topograficzne, geologiczne oraz wyglądu powierzchni; zbadanie fizycznych właściwości skorupy lodowej; zbadanie wewnętrznego rozkładu masy księżyca, dynamiki i ewolucji jego wnętrza; zbadanie jego atmosfery; zbadanie jego pola magnetycznego oraz jego oddziaływania z magnetosferą Jowisza.
Badania Europy będą skupiały się na określeniu składu chemicznego atmosfery pod kątem możliwości występowania życia, w tym istnienia w niej cząsteczek organicznych, oraz właściwości ukształtowania powierzchni i niewodnego lodu. Ponadto JUICE przeprowadzi po raz pierwszy podpowierzchniowe sondowanie tego księżyca, w tym badanie minimalnej grubości pokrywy lodowej w najbardziej obecnie aktywnych regionach.
Sonda Główne założenia projektu sondy wynikają z dużych odległości od Słońca, wykorzystaniu energii słonecznej oraz wysokiego promieniowania Jowisza.