La mission Cassini-Huygens est un peu à Saturne ce que la mission Galileo est à Jupiter. Cassini est la première sonde à se satelliser autour de Saturne et emportait avec elle un petit module destinée à l'exploration de Titan. Elle a été lancée en 1997, est arrivée à destination en 2004 et doit poursuivre sa mission d'exploration jusqu'en 2008.

Les objectifs de la mission sont de mieux comprendre le champ magnétique, les lunes et les anneaux de Saturne ainsi que leurs interactions.

La sonde Cassini est de La NASA tandis que Huygens a été conçu par l'ESA. En 2005, le petit module s'est détaché de Cassini et est descendu dans l'atmosphère de Titan en se freinant à l'aide de parachutes pour se poser en douceur à la surface du satellite. Il a renvoyé des données pendant quelques heures avant de cesser de fonctionner, comme prévu.

Cassini a découvert l'activité cryovolcanique d'Encelade et montré comment des petits satellites irréguliers (les satellites bergers) influencent la forme des anneaux.

En plus des objectifs scientifiques, ce fut l'occasion de prendre de superbes photos. En effet les lunes et les anneaux sont si nombreux que les "rencontres apparentes" sont courantes. Les jeux d'ombres entre les anneaux et la planète sont également très esthétiques.