Với đường kính 5.150 km, Titan là gia đình mặt trăng lớn nhất của Sao Thổ; Nó thậm chí còn lớn hơn các hành tinh Sao Thủy hoặc Sao Diêm Vương. Nó có một bầu không khí khói màu vàng cam bao gồm chủ yếu là nitơ với sự phong phú của các hợp chất hữu cơ hydrocarbon bao gồm cả metan; Mặc dù, nó dường như có rất ít mây. Vào ngày 26 tháng 10, Cassini đã đến gần Titan để lộ một cái nhìn thoáng qua đầu tiên về mặt trăng kỳ lạ. Nó đã phát hiện ra một cảnh quan gồ ghề nhưng có nhiều miệng núi lửa, có nghĩa là hành tinh này phải hoạt động về mặt địa chất. Dòng dầu nhờn bí ẩn của nước đá lạnh chảy ra trên bề mặt. Các nhà khoa học hành tinh đã rất vui mừng trước kết quả này.
Titan lạnh. Nhiệt độ bề mặt của nó là -180? C - quá lạnh đối với nước lỏng, nhưng nó gần với điểm ba của khí mêtan, nơi khí hydrocarbon này có thể tồn tại ở cả ba trạng thái vật lý trên bề mặt của nó: băng rắn, lỏng hoặc khí.
Cassini đã quay Máy quang phổ ảnh cực tím (UVIS) của mình sang ngôi sao Spica (Alpha Virginis), sau đó là Lambda Scorpi, và trong 8 giờ tiếp theo quan sát các ngôi sao khi chúng bị che khuất bởi bầu khí quyển Titan. Thiết bị nhạy cảm này khác với các loại phổ kế khác vì nó có thể lấy cả số đọc phổ và không gian. Nó đặc biệt giỏi trong việc xác định thành phần của khí. Các quan sát không gian có tầm nhìn rộng, chỉ cao một pixel và ngang 60 pixel. Kích thước phổ là 1.024 pixel cho mỗi pixel không gian. Ngoài ra, nó có khả năng chụp rất nhiều hình ảnh để có thể tạo phim để thể hiện cách thức mà vật liệu này được di chuyển xung quanh bởi các lực lượng khác. Điều này cung cấp một cấu hình thẳng đứng của các thành phần chính của các tầng khí quyển có cấu hình nhiệt độ tương tự Trái đất.
Cách tiếp cận gần xảy ra trước khi Cassini đi qua máy bay vòng Saturn, và trả lại một số hình ảnh cận cảnh tốt nhất của hệ thống nhẫn cho đến nay. Sau đó, Cassini bắt đầu sử dụng radar của mình để lập bản đồ một phần địa hình bề mặt Titan Titan ở góc pha mặt trời nhỏ. Thí nghiệm đang tìm kiếm dấu hiệu của các điểm nóng trên bề mặt mặt trăng, điều này cho thấy sự hiện diện của núi lửa cryo đang hoạt động và thậm chí là chiếu sáng trong bầu khí quyển Titan Titan.
Tàu thăm dò tàu đổ bộ Huygens dài 2,6 mét sẽ tách khỏi tàu mẹ vào đêm Giáng sinh, đi về phía Titan và đi vào bầu không khí mặt trăng vào ngày 14 tháng 1. Phần lớn khoa học Huygens Nhận sẽ diễn ra trong thời kỳ khí quyển của nó, sẽ được chuyển tiếp tới Cassini, và sau đó được truyền lại cho các nhà khoa học đang chờ đợi Earth Earth và giới truyền thông. Nếu Huygens thực sự hạ cánh thành công trên Titan, thì đó sẽ là phần thưởng lớn cho nhiệm vụ.
Huygens sẽ cố gắng xác định nguồn gốc của khí quyển nitơ phân tử Titan. Các nhà khoa học hành tinh muốn trả lời câu hỏi: Nguyên thủy khí quyển Titan (được tích tụ khi Titan hình thành) hay ban đầu được bồi đắp thành amoniac, sau đó bị phá vỡ để tạo thành nitơ và hydro?
Nếu nitơ từ tinh vân mặt trời (trong đó Hệ mặt trời của chúng ta hình thành) là nguồn nitơ trên Titan, thì nên bảo tồn tỷ lệ argon so với nitơ trong tinh vân mặt trời. Phát hiện như vậy có nghĩa là chúng ta đã thực sự tìm thấy một mẫu khí quyển hành tinh ban đầu của hệ thống Mặt trời
Huygens cũng sẽ cố gắng phát hiện sét trên Titan. Bầu không khí rộng lớn của Titan có thể chứa các cơn bão điện và sét giống như Trái đất. Mặc dù cho đến nay không có bằng chứng nào về sét trên Titan, nhiệm vụ Cassini Huygens mang đến cơ hội xác định liệu sét có tồn tại hay không. Ngoài việc tìm kiếm hình ảnh về sét, nghiên cứu về sóng plasma trong vùng lân cận Titan có thể đưa ra một phương pháp khác. Sét phát ra một dải phát xạ điện từ rộng, một phần trong đó có thể lan truyền dọc theo đường sức từ dưới dạng phát xạ ở chế độ huýt sáo.
Theo phóng viên khoa học Richard Pearson