卡西尼号全称卡西尼-惠更斯号（Cassini–Huygens），它是前往土星系统的旗舰级探测器，但由于燃料耗尽，为了避免污染可能有生物存在的土卫，所以在发射20年后选择潜入土星大气层中被摧毁，它在能量耗尽前向地球回传了最后的图像。
1997年10月15日卡西尼号发射于卡纳维拉尔角空军基地40号太空发射复合体。它在1998年4月26日和1999年6月4日接近金星，并进行了两次重力助推调整。
图、2013年7月19日，卡西尼拍摄的土星照片
卡西尼号在2004年7月1日入轨，其还是NASA-ESA-ASI的旗舰级航天器。卡西尼肩负重任，它虽然是第四艘发向土星的空间探测器，但却是首艘环土星飞行的航天器。
7月2日，卡西尼号就首次接近土卫六，并拍下有史以来最清晰的土卫六照片。
卡西尼-惠更斯号包括绕飞土星的人造卫星卡西尼号和登陆土星的惠更斯号，这分别以天文学家乔凡尼·多美尼科·卡西尼和克里斯蒂安·惠更斯的名字命名。
2005年1月15日，卡西尼号降落在泰坦表面，并仔细观察泰坦的云、大气层和表面。
卡西尼号为了完成科学观测任务，携带了多达12台科学仪器，包括感光耦合元件成像系统、磁层的成像仪器和离子/中性质谱仪、等离子体光谱仪、无线电和等离子体波实验、可见光/红外映射光谱仪、复合红外光谱仪、合成孔径雷达制图、宇宙尘分析仪、紫外成像光谱仪。遥测信息的天线和发射机更是包括了S波段发射机和双频Ka波段系统。
卡西尼号的主要使命是测量土星环三维结构和动态行为；
研究泰坦表面局部区域尺度特征；
研究土星大气层各层面动态行为；
测量卫星表面的组成和地质历史；
研究泰坦的云和霾；
测量磁层的三维结构和动态行为等；
测量土卫八的前导半球的暗物质起源。
由于土星和太阳距离太远，太阳能电池阵列不能作为动力来源，所以科学家选择了三个放射性同位素热电机（RTGs）提供动力，通过钚-238以自然衰变的热通过热电发电产生直流电。
卡西尼在抵达既定轨道后展开了科研工作，由于航天器在调整和校正轨道的过程中消耗了大量燃料，2016年11月30日决定进入最后一个程序，随后卡西尼号进入土星环内圈，每七天环绕土星一周。这也是人造航天器首次近距离观察土星环内圈，并在2016年12月4日首次通过土星环。
20127年4月26日，Google为了纪念卡西尼号的壮举，还特意更换上主题涂鸦，以纪念卡西尼号探测器穿越土星和土星环内缘。
