Le sonde forniscono agli scienziati informazioni sulla composizione, la struttura e la dinamica delle atmosfere dei pianeti giganti gassosi. Entrando direttamente nelle atmosfere di questi pianeti, le sonde possono misurare temperatura, pressione, densità e composizione chimica, nonché osservare le strutture delle nubi e i processi atmosferici. Possono anche studiare i campi magnetici del pianeta e l'interazione con il vento solare. Inoltre, le sonde possono rilasciare lander o palloni aerostatici per esplorare la superficie o l'atmosfera inferiore del pianeta, fornendo dati aggiuntivi sull'interno, sulla geologia e sulla meteorologia del pianeta. Queste informazioni aiutano gli scienziati a comprendere meglio la formazione, l’evoluzione e la diversità di questi enormi pianeti e delle loro atmosfere.