La plus grande lune de Saturne, Titan, est découverte par Christiaan Huygens.
Titan est la plus grande lune de Saturne et le deuxième plus grand satellite naturel du système solaire. C'est la seule lune connue pour avoir une atmosphère dense, et c'est le seul objet connu dans l'espace autre que la Terre sur lequel des preuves claires de corps stables de liquide de surface ont été trouvées. Titan est l'une des sept lunes gravitationnellement arrondies en orbite autour de Saturne, et le deuxième plus éloigné de Saturne de ces sept. Fréquemment décrite comme une lune semblable à une planète, Titan est 50 % plus grande (en diamètre) que la Lune terrestre et 80 % plus massive. C'est la deuxième plus grande lune du système solaire après Ganymède, la lune de Jupiter, et elle est plus grande que la planète Mercure, mais seulement 40 % plus massive.
Découvert en 1655 par l'astronome néerlandais Christiaan Huygens, Titan était la première lune connue de Saturne et le sixième satellite planétaire connu (après la lune de la Terre et les quatre lunes galiléennes de Jupiter). Titan orbite autour de Saturne à 20 rayons de Saturne. De la surface de Titan, Saturne sous-tend un arc de 5,09 degrés, et si elle était visible à travers l'atmosphère épaisse de la lune, elle apparaîtrait 11,4 fois plus grande dans le ciel, en diamètre, que la Lune depuis la Terre, qui sous-tend 0,48 d'arc.
Titan est principalement composé de glace et de matériau rocheux, qui se différencie probablement en un noyau rocheux entouré de diverses couches de glace, y compris une croûte de glace Ih et une couche souterraine d'eau liquide riche en ammoniac. Tout comme avec Vénus avant l'ère spatiale, l'atmosphère dense et opaque a empêché la compréhension de la surface de Titan jusqu'à ce que la mission CassiniHuygens en 2004 fournisse de nouvelles informations, y compris la découverte de lacs d'hydrocarbures liquides dans les régions polaires de Titan. La surface géologiquement jeune est généralement lisse, avec peu de cratères d'impact, bien que des montagnes et plusieurs cryovolcans possibles aient été trouvés.
L'atmosphère de Titan est en grande partie constituée d'azote ; les composants mineurs conduisent à la formation de nuages de méthane et d'éthane et d'un voile épais d'organoazote. Le climat, y compris le vent et la pluie, crée des caractéristiques de surface similaires à celles de la Terre, telles que des dunes, des rivières, des lacs, des mers (probablement de méthane et d'éthane liquides) et des deltas, et est dominé par des conditions météorologiques saisonnières comme sur Terre. Avec ses liquides (à la fois en surface et sous la surface) et une atmosphère d'azote robuste, le cycle du méthane de Titan présente une similitude frappante avec le cycle de l'eau de la Terre, bien qu'à la température beaucoup plus basse d'environ 94 K (179 C; 290 F).
Saturne est la sixième planète à partir du Soleil et la deuxième plus grande du système solaire, après Jupiter. C'est une géante gazeuse avec un rayon moyen d'environ neuf fois et demi celui de la Terre. Il n'a qu'un huitième de la densité moyenne de la Terre; cependant, avec son plus grand volume, Saturne est plus de 95 fois plus massive. L'intérieur de Saturne est très probablement composé d'un noyau de fer-nickel et de roche (composés de silicium et d'oxygène). Son noyau est entouré d'une couche profonde d'hydrogène métallique, d'une couche intermédiaire d'hydrogène liquide et d'hélium liquide et enfin d'une couche externe gazeuse. Saturne a une teinte jaune pâle due aux cristaux d'ammoniac dans sa haute atmosphère. On pense qu'un courant électrique dans la couche d'hydrogène métallique donne naissance au champ magnétique planétaire de Saturne, qui est plus faible que celui de la Terre, mais qui a un moment magnétique 580 fois supérieur à celui de la Terre en raison de la plus grande taille de Saturne. L'intensité du champ magnétique de Saturne est d'environ un vingtième de celle de Jupiter. L'atmosphère extérieure est généralement fade et manque de contraste, bien que des traits vivaces puissent apparaître. La vitesse du vent sur Saturne peut atteindre 1 800 km/h (1 100 mph ; 500 m/s), plus élevée que sur Jupiter mais pas aussi élevée que sur Neptune. La caractéristique la plus remarquable de la planète est son système d'anneaux proéminent, composé principalement de particules de glace , avec une plus petite quantité de débris rocheux et de poussière. Au moins 83 lunes sont connues pour orbiter autour de Saturne, dont 53 sont officiellement nommées ; cela n'inclut pas les centaines de moonlets dans ses anneaux. Titan, la plus grande lune de Saturne et la deuxième plus grande du système solaire, est plus grande que la planète Mercure, bien que moins massive, et est la seule lune du système solaire à avoir une atmosphère substantielle.