Десятилетиями для земных ученых крупнейшая луна Сатурна выглядела как расплывчатый оранжевый шар. «Кассини» узнал, что тело размером с Меркурий имеет огромные пустыни песчаных дюн на экваторе и моря из жидкого метмна на полюсах. Здесь идет дождь и текут реки — тоже из метана. В атмосфере Титана солнечная энергия заставляет азот и метан вступать в реакцию и производить органические молекулы.

Ученые давно знали, что поверхность Энцелада очень яркая. «Кассини» дал ответ почему: на маленькой замерзшей луне гейзерообразные потоки выплевывают воду и частицы льда из подземного океана. Часть материала оседает на Энцеладе, поэтому его поверхность гладкая и яркая.

Данные «Кассини» показали, что Мимас качается сильнее, чем должен. Причин этого может быть две — ядро в виде футбольного мяча или подземный океан.

В 1980-х гг. «Вояджер» обнаружил, что одно полушарие луны покрыто яркой дымкой. «Кассини» доказал, что дымка — на самом деле яркие ледяные утесы высотой сотни метров.

Эта луна имеет форму картофелины и поверхность, похожую на губку.

У этой луны есть прозвище — «Инь-Янь». Одно ее полушарие темное как уголь, другое — белое как снег. «Кассини» узнал, в чем причина. Япет находится в приливном захвате с Сатурном. Одна и та же сторона Япета всегда обращена к планете и собирает на себя обломки из кольца Фебы, суперширокой полосы пыли, которая растянулась за пределы сатурнианской системы. В процессе, известном как температурная сегрегация, более темная сторона луны поглощает больше тепла, из-за чего ледяные частицы трансформируются в газ. Тем временем частицы, приземляющиеся на яркую сторону, замерзают, добавляя туда льда. Оба процесса увеличивают разницу между сторонами Япета.

Первый объект, который «Кассини» встретил по прилету в атмосферу Сатурна. Это одна из самых темных лун Сатурна, которая поглощает 94 % солнечного света. У Фебы ретроградная орбита, она вращается в противоположном направлении от остальных лун планеты. Эти странности предполагают, что Феба — кентавр, объект, который сформировался на заре Солнечной системы в поясе Койпера, а позже мигрировал к внутренней Солнечной системе, где был схвачен гравитацией Сатурна. Если эта теория верна, значит, наблюдения «Кассини» за Фебой — первый шанс для ученых изучить кентавра.

В 2013 году после 9 лет вокруг Сатурна «Кассини» заметил яркий изгиб на краю кольца Апланеты. Дальнейший анализ подтвердил, что помеха возникла из-за объекта, гравитация которого влияла на частицы окружающего кольца. Ученые продолжали смотреть в течение нескольких лет, как яркий изгиб появлялся и пропадал из виду. Они все еще не знают, засняли ли они луну в процессе формирования, умирания или чего-то еще абсолютно другого.