Titan (S VI Titan) est le plus gros satellite de Saturne et le second satellite du système solaire après Ganymède, une des lunes de Jupiter. Son diamètre supérieur à celui de Mercure, Pluton, et la Lune, est assez proche de celui de Mars.

Titan a été découvert par l'astronome hollandais Christiaan Huygens, le 25 mars 1655, il baptisa sa découverte tout bêtement Saturni Luna (« lune de Saturne »). Plus tard, Jean-Dominique Cassini nomma les quatre lunes qu'il découvrit (Téthys, Dioné, Rhéa et Japet) Lodicea Sidera (« les étoiles de Louis ») en l'honneur du roi Louis XIV.

Les astronomes prirent l'habitude de les appeler Saturne 1 à Saturne 5. Ce n'est qu'en 1847 que Sir John Herschel, fils de William Herschel (découvreur de Mimas et Encelade en 1789), proposa que les désignations numériques soient remplacées par les noms de Titans, frères et sœurs de Cronos (i.e. Saturne).

Avec Europe, Titan est le satellite qui intéresse le plus les exobiologistes : doté d'une atmosphère (principalement composée de diazote - 90% - et de méthane) et d'hydrogène moléculaire, où l'on a détecté plusieurs composés organiques (acide cyanhydrique, cyanoacétylène, cyanogène…), il est en effet susceptible d'abriter des formes de vie primitives, comme des molécules prébiotiques capables d'engendrer des protéines, l'azote permet de fabriquer la chimie organique indispensable à la vie.

La connaissance de Titan a fait un bond en avant en 1981 et en 1982, avec le passage des sondes Voyager 1 et 2. Si sa surface est demeurée masquée par l'épaisse brume orangée de son atmosphère, cependant certaines de ses propriétés ont pu être déterminées :

• température au sol de 95 K (-179°C);
• pression au sol de 1,5 bars environ (1 bar sur la Terre);
• densité de 1,881 g/cm³, ce qui permet de supposer que l'intérieur de Titan est composé de silicates, de glace d'eau et de fer

Semblable à celle d'une planète, son atmosphère est plus dense que celle de la Terre et gorgée d'hydrocarbures, les molécules de base nécessaires à la vie, qui donnent à l'atmosphère sa couleur orangée. De tous les satellites et planètes, Titan est celui qui ressemble le plus à la Terre, dont il présente à peu près les mêmes caractéristiques qu'elle il y a 3,9 milliards d'années, avec des quantités infimes d'oxygène sous formes de traces de monoxyde et de dioxyde de carbone.

Son atmosphère brumeuse et l'éloignement du Soleil, font que sa surface ne reçoit qu'un centième de la lumière que reçoit la Terre. La luminosité en plein midi est équivalente à celle de nos crépuscules.

Selon certains scientifiques, l'atmosphère de Titan ressemble donc à ce qu'était celle de la Terre avant que les premiers organismes vivants (des plantes) n'inspirent du CO2 pour expirer de l'oxygène. Cependant, une différence importante distingue Titan d'une planète comme la Terre : sa température au sol, de l'ordre de -180°C.

La sonde Cassini-Huygens, lancée le 15 octobre 1997, a atteint les anneaux de Saturne en juillet 2004 au terme d'un périple de 3,5 milliards de kilomètres à travers le système solaire. Elle est constitué du vaisseau spatial Cassini, affrété par la NASA qui devrait tourner pendant quatre ans autour de Saturne et de la sonde Huygens fournie par l'ESA (Agence spatiale européenne).

La sonde, préparée durant 20 ans et d'un coût de 230 millions d'euros, s'est détachée du vaisseau le 25 décembre 2004 pour explorer Titan et plonger, le 14 janvier 2005, dans son atmosphère pour l'étudier, et au bout de deux heures de descente s'y poser, afin de fournir des informations plus précises sur le sol du satellite. La sonde avait à sa disposition six instruments pour scruter le satellite sous toutes ses formes et mieux connaître la composition de son atmosphère et de son sol.

Les images livrées par les missions Voyager et les premières du vaisseau spatial Cassini nous ont montré que son sol est composé de zones brillantes et de zones sombres. Cela pourrait indiquer l'existence de continents gelés et de lacs d'hydrocarbures. L'eau existerait donc sous forme de vapeurs et de glace d'eau mais en quantité très limitée.

Les images livrées par les missions Voyager et les premières du vaisseau spatial Cassini nous ont montré que son sol est composé de zones brillantes et de zones sombres. Cela pourrait indiquer l'existence de continents gelés et de lacs d'hydrocarbures. L'eau existerait donc sous forme de vapeurs et de glace d'eau mais en quantité très limitée.

L'orbiteur Cassini (NASA), qui tourne autour de Saturne, étudie Titan au cours de passages rapprochés (fly-by) à l'aide principalement des instruments RADAR et VIMS
Le module d'exploration Huygens (ESA), est entièrement dédié à l'étude de l'atmosphère et de la surface de Titan. Il a fournit de nombreuses informations, le 14 janvier 2005, au cours de chute dans l'atmosphère de Titan depuis l'orbiteur Cassini jusqu'à la surface du satellite où il a atterrit sans encombre.

Titan est ainsi devenu le 5^e astre sur lequel l'Homme a réussi à faire atterrir un engin spatial, après la Lune, Vénus, Mars et l'astéroïde Eros. Titan est également le 1^er corps du système solaire lointain, au-delà de la ceinture d'astéroïdes, où un objet terrestre se pose.