首艘绕行土星的探测器“卡西尼号”，该计划于1980年代开始。它的设计包括绕行土星的人造卫星（卡西尼号）和登陆泰坦（惠更斯号）。这两艘太空船是以天文学家乔凡尼·多美尼科·卡西尼和克里斯蒂安·惠更斯的名字命名。太空船于1997年10月15日使用泰坦VB/半人马发射升空，在2004年7月1日进入环绕土星的轨道。在前往的星际航行途中，曾两度飞越金星，一次飞越地球与木星。在2004年12月25日，惠更斯号与卡西尼号分离，并在2005年1月14日降落在泰坦。它利用卡西尼号中继，成功的将资料传送回地球。这是有史以来第一次在外太阳系的天体上着陆。