یکی از موفقترین مأموریتهای فضایی در تاریخ بود که برای مطالعه سیاره زحل و اقمار آن طراحی شده بود. این فضاپیما در سال ۱۹۹۷ توسط ناسا، آژانس فضایی اروپا (ESA) و آژانس فضایی ایتالیا (ASI) به فضا پرتاب شد و در سال ۲۰۰۴ به مدار زحل رسید. کاسینی توانست نخستین تصاویر واضح از حلقههای زحل بفرستد، ساختارهای پیچیدهای در آنها کشف کند و طوفانهای عظیم و رعد و برقهای بیسابقه در جو زحل را به ثبت برساند. همچنین، کاوشگر هویگنس که بخشی از این مأموریت بود، روی سطح قمر تایتان فرود آمد و اولین تصاویر از یک دنیای اسرارآمیز با رودخانهها و دریاچههای متان مایع را ارسال کرد.
یکی از جذابترین کشفیات کاسینی، وجود آب مایع در زیر پوسته یخی قمر انسلادوس بود. این فضاپیما فوارههایی از بخار آب و مواد آلی را که از شکافهای سطح انسلادوس فوران میکرد، کشف کرد که نشانهای از امکان وجود حیات میکروبی در زیر سطح این قمر است. همچنین، کاسینی اطلاعات ارزشمندی درباره ساختار داخلی زحل، اقمار دیگر آن مانند یپتوس و میماس، و تعامل میدان مغناطیسی این سیاره با بادهای خورشیدی ارائه کرد. مأموریت کاسینی پس از ۱۳ سال در مدار زحل، در سال ۲۰۱۷ با یک شیرجهی کنترلشده به درون جو زحل به پایان رسید تا از آلوده شدن قمرهای احتمالا زیستپذیر جلوگیری شود. این پایان باشکوه به دانشمندان اطلاعات بینظیری درباره جو زحل ارائه کرد و میراثی عظیم برای نسلهای آینده باقی گذاشت.
