Palydovas yra netaisyklingos formos. Šiaip formai apibūdinti labiausiai tinkanti geometrinė figūra būtų elipsoidas, kurio parametrai 250×146×128 km. Kaip ir kiti vidiniai palydovai, taip ir šis yra pilnai sinchronizavęsis su planeta (jo apskriejimo aplink planetą laikas yra lygus apsisukimo apie savo ašį laikui).
Paviršius nusėtas krateriais. Kai kurie jų sąlyginai labai dideli, lyginant su pačiopaties mėnulio dydžiu. Didžiausias (Pano) krateris yra 100 km skersmens ir 8 km gylio. Kitas krateris (Gaja) yra 80 km skersmens ir du kartus gilesnis. Taip pat Amaltėja turi du gerai matomus kalnus, kuriems suteikti Idos ir Liktos vardai. Abiejų kalnų aukštis apie 20 km.
Amaltėjos netaisyklinga forma ir dydis vedė prie išvados, kad tai – gana kietas kūnas. Jei ji būtų sudaryta iš ledo ar kitų silpnesnių medžiagų, evoliucijos eigoje jos forma būtų pasidariusi labiau sferinė dėl pačiopaties palydovo gravitacinės jėgos. Tačiau 2002 metų lapkričio 5 dieną Galileo misijos aparatas praskriejo 160 km atstumu nuo Amaltėjos ir iš jo orbitos nuokrypio buvo nustatyta palydovo masė. Netikėtai buvo išsiaiškinta, kad Amaltėjos tankis santykinai mažas – vos 0,86 g/cm³. Tai reiškia, kad Amaltėja turi būti sudaryta arba iš ledo, arba labai akytos uolienos, arba iš tarpinio šių abiejų kraštutinumų varianto. Neseni matavimai Subaru teleskopu patvirtino, kad palydovas ledinis, todėl jis negalėjo susidaryti toje vietoje, kur dabar yra – karštas Jupiteris būtų jį ištirpdęs. Amaltėja turėjo formuotis toliau nuo planetos arba būti pagauta skriejanti pro šalį.
