土星環位於土星的赤道麵上。在空間探測以前，從地麵觀測得知土星環有五個，其中包括三個主環（A環、B環、C環）和兩個暗環（D環、E環）。B環既寬又亮，它的內側是C環，外側是A環。A環和B環之間為寬約5，000公裏的卡西尼縫，它是天文學家卡西尼在1675年發現的。B環的內半徑91，500公裏，外半徑116，500公裏，寬度是25，000公裏，可以並排安放兩個地球。A環的內半徑121，500公裏，外半徑137，000公裏，寬度15，500公裏。C環很暗，它從B環的內邊緣一直延伸到離土星表麵隻有12，000公裏處，寬度約19，000公裏。1969年在C環內側發現了更暗的D環，它幾乎觸及土星表麵。在A環外側還有一個E環，由非常稀疏的物質碎片構成，延伸在五六個土星半徑以外。1979年9月，“先驅者”11號探測到兩個新環──F環和G環。F環很窄，寬度不到800公裏，離土星中心的距離為2.33個土星半徑，正好在A環的外側。G環離土星很遠，展布在離土星中心大約10～15個土星半徑間的廣闊地帶。“先驅者”11號還測定了A環、B環、C環和卡西尼縫的位置、寬度，其結果同地麵觀測相差不大。“先驅者”11號的紫外輝光觀測發現，在土星的可見環周圍有巨大的氫雲，環本身是氫雲的源。
除了A環、B環、C環以外的其他環都很暗弱。土星的赤道麵與軌道麵的傾角較大，從地球上看，土星呈現出南北方向的擺動，這就造成了土星環形狀的周期變化。仔細觀測發現，土星環內除卡西尼縫以外，還有若幹條縫，它們是質點密度較小的區域，但大多不完整且具有暫時性。隻有A環中的恩克縫是永久性的，不過，環縫也不完整。科學家認為這些環縫都是土星衛星的引力共振造成的，猶如木星的巨大引力攝動造成小行星帶中的柯克伍德縫一樣。“先驅者”11號在A環與F環之間發現一個新的環縫，稱為“先驅者縫”，還測得恩克縫的寬度為876公裏。由觀測闡明土星環的本質，要歸功於美國天文學家基勒，他在1895年從土星環的反射光的多普勒頻移發現土星環不是固體盤，而是以獨立軌道繞土星旋轉的大群質點。土星環掩星並沒有把被掩的星光完全擋住，這也說明土星環是由分離質點構成的。1972年從土星環反射的雷達回波得知，環的質點是直徑介於4～30厘米之間的冰塊。
探測器傳回的土星照片讓科學家非常吃驚，在近處所看到的土星環，竟然是碎石塊和冰塊一大片，使人眼花繚亂，它們的直徑從幾厘米到幾十厘米不等，隻有少量的超過1米或者更大。土星周圍的環平麵內有數百條到數千條環，大小不等，形狀各異。大部分環是對稱地繞土星轉的，也有不對稱的，有完整的、比較完整的、殘缺不全的。環的形狀有鋸齒形的，有輻射狀的。令科學家迷惑不解的是，有的環好像是由幾股細繩鬆散的搓成的粗繩一樣，或者說像姑娘們的發辮那樣相互扭結在一起。輻射狀的環更是令科學家大開了眼界而又傷透了腦筋，組成環的物質就像車輪那樣，步調整齊的繞著土星轉，這樣豈不要求那些離得越遠的碎石塊和冰塊運動的速度越快嗎？這顯然違背了目前已經掌握的物質運動定律。那麼，這是一個什麼樣的規律在起作用呢？目前仍在探索中。
土星的衛星
土星的美麗光環是由無數個小塊物體組成的，它們在土星赤道麵上繞土星旋轉。土星還是太陽係中衛星數目最多的一顆行星，周圍有許多大大小小的衛星緊緊圍繞著它旋轉，就像一個小家族。到目前為止，總共發現了23顆。土星衛星的形態各種各樣，五花八門，使天文學家們對它們產生了極大的興趣。最著名的“土衛六”上有大氣，是目前發現的太陽係衛星中，唯一有大氣存在的天體。
土星的衛星至少有18個，其中9個是1900年以前發現的。土衛一到土衛十按距離土星由近到遠排列為：土衛十、土衛一、土衛二、土衛三、土衛四、土衛五、土衛六、土衛七、土衛八、土衛九。土衛十離土星的距離隻有159，500公裏，僅為土星赤道半徑的2.66倍，已接近洛希極限。這些衛星在土星赤道平麵附近以近圓軌道繞土星轉動。
1980年，當旅行者號探測器飛過土星時，在原有的九顆衛星（土衛一、土衛二、土衛三、土衛四、土衛五、土衛六、土衛七、土衛八和土衛九）基礎上，又發現了八顆新的衛星。但是很難說土星究竟有多少衛星。一些組成土星光環的較大的粒子實際上也許就是小衛星。土星在太陽係中擁有的衛星最多。跟木星衛星不一樣，土星衛星不能簡單地以成分和密度來歸類劃分。“旅行者號”所發現的衛星顯示出複雜多樣的特征。