Cassini-Huygens, americko-evropská vesmírná mise na Saturn, zahájená 15. října 1997. Mise se skládala z amerického Národního úřadu pro letectví a vesmír ( NASA) Cassini orbiter, který byl první vesmírnou sondou obíhající kolem Saturnu, a sonda Huygens Evropské vesmírné agentury, která přistála na Titanu, největším Saturnově měsíci. Cassini byl pojmenován podle francouzského astronoma Giana Domenica Cassiniho, který objevil čtyři Saturnovy měsíce a divizi Cassini, což je velká mezera v Saturnových prstencích. Huygens byl pojmenován podle nizozemského vědce Christiaana Huygensa, který objevil Saturnovy prsteny a Titan.
Cassini-Huygens byla jednou z největších meziplanetárních kosmických lodí. Orbiter Cassini vážil 2 125 kg (4 685 liber) a byl dlouhý 6,7 metru (22 stop) a široký 4 metry (13 stop). Přístroje na palubě Cassini zahrnovaly radar k mapování oblačné plochy Titanu a magnetometr ke studiu Saturnova magnetického pole. Sonda Huygens ve tvaru disku byla namontována na boku Cassini. Váží 349 kg (769 liber), byl 2,7 m (8,9 stop) napříč a nesl šest přístrojů určených ke studiu atmosféry a povrchu Titanu.
Cassini čerpal svou elektrickou energii z tepla generovaného rozpad 33 kg (73 liber) plutonia, největšího množství radioaktivního prvku, které kdy bylo vypuštěno do vesmíru. Demonstranti tvrdili, že nehoda během startu nebo Cassiniho průlet kolem Země by mohl vystavit populaci Země škodlivému prachu plutonia a pokusili se jej zablokovat přívalem demonstrací a soudních sporů, ale NASA namítala, že sudy obklopující plutonium byly dostatečně robustní, aby přežily jakýkoli nehoda. Cassini-Huygens letěl kolem Venuše pro gravitační asistenci v dubnu 1998 a to samé udělal se Zemí a Jupiterem v srpnu 1999, respektive v prosinci 2000. Během průletu Země pozoroval Cassiniho spektrometr vodu na povrchu Měsíce; tato data byla později použita v roce 2009 k potvrzení nálezu indické sondy Chandrayaan-1 o malém množství vody na měsíčním povrchu.
Cassini-Huygens vstoupil na oběžnou dráhu Saturnu 1. července 2004. Huygens byl propuštěn 25. prosince 2004 a přistál na Titanu 14. ledna 2005 – první přistání na jakémkoli nebeském tělese za Marsem. Data, která Huygens přenášel během svého posledního sestupu a po dobu 72 minut z povrchu obsahoval 350 snímků, které ukazovaly pobřeží s erozními rysy a deltu řeky. , nebyl zapnut jeden rádiový kanál na satelitu a byla ztracena data týkající se větrů, s nimiž se Huygens setkal při jeho sestupu.
Cassini nadále obíhala kolem Saturnu a dokončovala mnoho průletů Saturnových měsíců. Obzvláště vzrušujícím objevem během jeho mise byl objev gejzírů vodního ledu a organických molekul na jižním pólu Enceladus , které vybuchly z podzemního globálního oceánu, který by mohl být možným prostředím pro život. Cassiniho radar mapoval velkou část povrchu Titanu a našel velká jezera kapalného metanu. Cassini také objevila šest nových měsíců a dva nové prstence Saturnu. byla prodloužena do roku 2010 a v únoru 2010 byla prodloužena o dalších sedm let.
Počínaje dubnem 2017 byla oběžná dráha Cassini změněna blízkým setkáním s Titanem, takže prošla uvnitř nejvnitřnějšího prstence Saturnu ve vzdálenosti 3 800 km (2400 mil) od planety. Po 23 takových „proximálních“ drahách změnilo závěrečné setkání s Titanem oběžnou dráhu Cassini tak, že 15. září 2017 ukončilo svoji misi ponořením do Saturnu, což Cassini umožnilo přímo ochutnat atmosféru Saturnu a vyhnout se možné budoucí kontaminaci Enceladus a Titan.