卡西尼號是美國和歐洲聯合開發的 探索 土星的航天器。它由卡西尼號軌道飛行器和惠更斯的探測器組成。前者由美國航天局開發，後者由歐空局開發。這兩個名字是為了紀念法意天文學家卡西尼和荷蘭天文學家惠更斯。
卡西尼號它有12個儀器，惠更斯副探測器有6個儀器。其中，它們的攝像頭可以提供至少50萬張土星拍攝、土星環和土星衛星的先進照相設備，雷達可以通過其氣層掃土衛六坦表面，其他設備可以監測土星大氣，探測磁場和塵埃等，這些先進的功能，使卡西尼號成為20世紀最先進的行星探測器之壹
經過近7年的飛行和超過35億公裏的旅程，卡西尼號探測器飛船於2004年7月1日進入環繞土星的軌道，並開始了它的考察、研究和 探索 工作。2004年12月25日，它釋放了了惠更斯探測器，專門探測泰坦。亞探測器在地面遙控指令的控制下，成功地降落在土衛六表面，這也創造了人類發射的航天器在距離地球最遠的物體上成功著陸的記錄，獲得的所有數據都通過卡西尼號軌道器傳回地球。
事實上，卡西尼號在進入環繞土星的軌道之前就開始了對土星的 探索 。根據它從2003年4月29日至2004年6月10日收集到的土星無線電信號，科學家們測量了土星的自轉周期為10小時45分45秒，比1980年和1981年旅行者1號和旅行者2號測量的10小時39分37秒長了6分鐘。2004年6月30日，卡西尼號在距土星161萬公裏的地方意外發現：土星的磁場與地球的磁場大不相同，其兩極分布在赤道帶上。科學家們對這壹新發現感到困惑，此前旅行者號探測到的土星磁軸幾乎與其自轉軸重合。
以前的天文觀測發現，土星有五個環，按發現時間的順序被稱為環A、環B、環C、環D和環E。1978年8月，先鋒11號在飛越土星時發現了F和G的兩個環。從土星的距離來看，它們是由內到外排列的。
它們依次是D、C、B、A、F、G和E環。2004年6月30日。當卡西尼號穿過土星環時，用紫外分光成像儀拍攝土星環的照片，揭示了土星環的細節。據美國科學家分析，內側光環是由大量巖石和塵埃混合而成，主要成分可能是矽酸鹽和壹些有機物質，外側的冰可能是水和氨的混合物。卡西尼號最近首次在土星環的側面拍攝到了幾張酷似寶塔的照片，其中最高的是1500米。科學家解釋說，這些寶塔很可能是壹顆直徑8000米的衛星在A環中吸引的結果。
2009年2月，科學家根據卡西尼號提供的多張照片，終於找到了土星大氣中持續強流的能源。盡管之前已經知道土星大氣中有許多強大的能量氣流，雲層向東或向西移動。氣流邊緣有壹些漩渦，但它們之間的關系尚不清楚。科學家對卡西尼號發回地球的圖片進行跟蹤和分析後發現，兩側的漩渦壹直在向氣流輸送能量，它們的旋轉速度也在減慢。漩渦是維持氣流運動的能量基地。正因如此，土星大氣中的氣流可以維持數十年之久。
在惠更斯號和卡西尼號的著陸探測中發現，土衛六表面有液態甲烷湖、有固態的含水冰塊、碳氫化合物顆粒沈積形成的陸地、大氣中的甲烷雲，有時還有甲烷雨。科學家們相信，在土衛六表面的冰層深處，是壹片水和氨的海洋。生命存活的必要條件之壹是有液體提供營養和幫助完成新陳代謝。可以得出結論，土衛六有孕育生命的可能性。
“卡西尼”號多次飛掠探測土衛二，發現該天體具有冰火山活動。其噴發的冰屑物質不僅是土星E光環主要成分來源之壹，而且對土星磁氣圈亦有深遠影響。更重要的是，冰屑中含有壹種可以維持生命的有機化合物。土衛二南極火山裂縫噴發處地表下溫度可能足夠高，這說明有能量來源。另外還發現土衛二地底存在液態水。這表明土衛二已具備孕育生命的三個必要條件，有可能存在生命跡象。
從“卡西尼”號傳回的照片上發現，直徑約220千米的土衛九逆向繞土星旋轉，在距離土星1300萬千米的軌道上平均每18個月運行壹圈，約9小時16分自轉壹周。同時發現，在距離土星356萬千米的軌道上運行的土衛八，壹個半球黑暗無光，另壹個半球非常明亮，亮度相差10倍，是太陽系天體中已觀察到的最大亮度差別，被稱為“陰陽臉”。科學家們對此現象的成因提出了多種解釋，至今尚無肯定結論。
科學家還發現在距離土星52萬千米圓形軌道上運行的土衛五周圍環繞著大量碎片，形成範圍達數千千米的盤狀碎片帶。科學家們認為，這可能是過去小行星或彗星與土衛五相撞產生的碎片逐漸聚集形成的。模擬計算表明，在土衛五重力場及其環繞土星軌道的***同作用下，它周圍的碎片環能夠長期穩定存在。
卡西尼號與其他觀測相結合，增加了新發現的土星衛星的數量。國際天文聯合會宣布，卡西尼號發現了第61顆土星衛星，使已知土星衛星總數達到61顆。該衛星直徑約0.5公裏，位於g環內。它可能是G環物質的來源之壹。
卡西尼號的任務，由於其出色的性能，其任務又被延長了7年。在過去的7年裏，它已經繞土星飛行了155次，其中54次飛越土衛六，11次飛越土衛六，有效地幫助人們加深了對土星家族的了解。