華楓瞭解到後面的土衛(wèi)五由冰所構(gòu)成，密度約爲(wèi)1.233 g/cm。這樣低的密度顯示它是由25%的巖石（密度3.250 g/cm）與75%的水冰（密度1.000 g/cm）所組成的。雖然土衛(wèi)五是太陽系第9大衛(wèi)星，不過它的質(zhì)量只能排在第10位。
早期天文學(xué)家估計(jì)它擁有巖石的核心。然而卡西尼號(hào)近距離探測(cè)的結(jié)果顯示它的軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量係數(shù)爲(wèi) 0.4 kg，這樣的數(shù)據(jù)表明土衛(wèi)五的內(nèi)部幾乎都是一樣的物質(zhì)，因爲(wèi)巖質(zhì)核心的存在會(huì)使質(zhì)量慣性矩落在3.4左右。土衛(wèi)五的三維模型也與流體靜力平衡。
土衛(wèi)五的特徵有些類似土衛(wèi)四，這顯示它們可能有類似組成與歷史。土衛(wèi)五受到日照地區(qū)的溫度爲(wèi)開氏99度（攝氏?174度），而陰影地區(qū)的溫度則介於攝氏?200度與攝氏?220度之間。
土衛(wèi)五的表面有明顯的坑洞與明亮的細(xì)微特徵。它的表面根據(jù)坑洞密度可以被分成2個(gè)不同的地理區(qū)域，第一個(gè)地區(qū)包括直徑在40公理以上的坑洞，而第二個(gè)地區(qū)則相反，並位在極區(qū)與赤道地區(qū)。這也顯示在土衛(wèi)五形成的過程中曾經(jīng)發(fā)生大規(guī)模的重組事件。
主要的半球受到嚴(yán)重的撞擊，並且非常明亮。就像木衛(wèi)四上的坑洞一樣，土衛(wèi)五的坑洞缺乏在月球與水星上可以觀測(cè)到的明顯特徵。在另一個(gè)半球上可以見到明亮的網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)在黑色的地表上，少數(shù)坑洞也可以被辨識(shí)出來。這些明亮的區(qū)域曾被認(rèn)爲(wèi)是在土衛(wèi)五早期從冰火山所噴發(fā)出來的物質(zhì)。不過最近對(duì)於土衛(wèi)四的觀測(cè)顯示，散佈地表的明亮條紋其實(shí)是冰構(gòu)成的懸崖，於是天文學(xué)家推測(cè)土衛(wèi)五上的條紋也是由冰組成的懸崖。
卡西尼號(hào)在2006年1月17日近距離飛越土衛(wèi)五，並拍設(shè)一系列高分辨率的照片。雖然科學(xué)分析仍然在進(jìn)行中，不過這些照片顯示土衛(wèi)五表面的條紋類似土衛(wèi)四的條紋結(jié)構(gòu)，其實(shí)是冰懸崖。
美國(guó)國(guó)家航空航天局在2008年3月6日宣佈土衛(wèi)五可能擁有一個(gè)稀薄的環(huán)帶，這也是人類首次在衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)環(huán)帶系統(tǒng)。這個(gè)環(huán)帶系統(tǒng)的存在是因爲(wèi)卡西尼號(hào)發(fā)現(xiàn)土星的磁場(chǎng)在土衛(wèi)五附近有高能量的電子流所推論出來的。塵土與碎石延伸至土衛(wèi)五的希爾球區(qū)域，不過在靠近土衛(wèi)五的附近更加稠密，顯示土衛(wèi)五可能擁有3條密度較高的細(xì)環(huán)帶。
卡西尼號(hào)在近距離內(nèi)拍攝一些土衛(wèi)五的照片，其中最接近的一張是在2005年11月26日所攝的，距離僅500公里。另外一次近距離飛越則是在2007年8月30日，距離爲(wèi)5,750公里。而在卡西尼延伸任務(wù)中則計(jì)劃在2010年3月2日從100公里的距離掠過土衛(wèi)五。
美國(guó)宇航局“卡西尼”號(hào)在接近土星土衛(wèi)五時(shí)，探測(cè)器上的一臺(tái)帶有靈敏紅外波段（930毫微米）濾色鏡的窄角照相機(jī)利用可見光拍攝到土衛(wèi)五南極地區(qū)，拍攝時(shí)土衛(wèi)五與“卡西尼”號(hào)之間的距離約爲(wèi)23．9萬千米，太陽、土衛(wèi)五與“卡西尼”號(hào)之間的角度爲(wèi)56°，分辨率約爲(wèi)1千米每線。
與土衛(wèi)五表面其餘部分一樣，其南極地區(qū)在幾百萬年裡佈滿大量隕石坑，在這些詳細(xì)照片上可以看出，在較巨大的隕石坑上佈滿有“麻子”般的小坑。在所示照片左邊，可以看到更令人感興趣的溝槽，照片右上部最清晰的隕石坑具有橢圓形狀，它的大小爲(wèi)115×91千米。
“卡西尼－惠更斯”號(hào)飛行是美國(guó)宇航局與歐洲航天局和意大利航天局的合作計(jì)劃，“卡西尼”號(hào)探測(cè)器的控制委託美國(guó)加州帕薩迪納美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)。
美國(guó)國(guó)家宇航局（NASA）公佈了一段“卡西尼”號(hào)土星探測(cè)器拍攝到的土衛(wèi)五的珍貴視頻圖像。之所以說它珍貴，是因爲(wèi)這段總共15秒長(zhǎng)的視頻記錄下了土衛(wèi)五上發(fā)生日食的全過程。 這次公佈的視頻總共由17幅圖像組成，拍攝於2008年8月19日。
當(dāng)時(shí)土衛(wèi)五正在逐漸進(jìn)入土星的陰影區(qū)域。從視頻中可以清楚地看到，土星在土衛(wèi)五上投下的陰影的邊緣非常模糊，這一點(diǎn)與月球在地球上投下的陰影存在很明顯的差異。專家們指出，之所以會(huì)出現(xiàn)這種差異，主要是因爲(wèi)土星是一顆氣態(tài)行星，其外部邊界本身就不是非常清晰，這導(dǎo)致其產(chǎn)生的陰影也不會(huì)非常清楚。
懸在土星環(huán)前方的小衛(wèi)星土衛(wèi)五就像是一粒珍珠。去年11月初，繞軌道運(yùn)行的“卡西尼”號(hào)欣賞到這一罕見的景象。照片並非“原版”，而是進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)。
“卡西尼”這個(gè)名字來源於意大利天文學(xué)家喬凡尼·多美尼科·卡西尼，正是他在1672年發(fā)現(xiàn)了土衛(wèi)五。天文學(xué)家2008年宣佈，土衛(wèi)五可能是第一顆已知擁有自身昏暗環(huán)系統(tǒng)的衛(wèi)星。
據(jù)NASA介紹，“卡西尼”號(hào)在拍攝這段視頻時(shí)距離土衛(wèi)五約有45萬公里，圖像的分辨率爲(wèi)2.7公里。
其直徑爲(wèi)1528公里，與土星平均距離約50萬公里。到目前爲(wèi)止，“卡西尼”號(hào)已成功繪製了出了土衛(wèi)五表面的全景圖像。有關(guān)該天體最有趣的發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)在2008年夏季。當(dāng)時(shí)有天文學(xué)家指出：土衛(wèi)五可能也擁有自己的光環(huán)系統(tǒng)。他們解釋說，“卡西尼”號(hào)上的探測(cè)設(shè)備發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)五週圍環(huán)繞著大量碎片，形成一個(gè)範(fàn)圍達(dá)數(shù)千公里的盤狀碎片帶。觀測(cè)顯示，在土衛(wèi)五兩側(cè)還都存在著電子數(shù)量急劇減少的區(qū)域。
科學(xué)家隨後進(jìn)行了大量模擬計(jì)算，以確定土衛(wèi)五是否有能力穩(wěn)定住這樣的環(huán)結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，在土衛(wèi)五重力場(chǎng)以及它繞土星的軌道共同作用下，土衛(wèi)五週圍的環(huán)能夠長(zhǎng)時(shí)間地穩(wěn)定存在。科學(xué)家認(rèn)爲(wèi)，土衛(wèi)五之所以有環(huán)，可能是因爲(wèi)在遙遠(yuǎn)的過去有小行星或彗星與土衛(wèi)五相撞，產(chǎn)生的碎片飄散在周圍逐漸聚集成了光環(huán)。
土衛(wèi)六是土星最大的衛(wèi)星，也是太陽系第二大衛(wèi)星，比行星水星的體積大(雖然質(zhì)量沒有水星大)， 在太陽系中它的大小隻比木星最大的衛(wèi)星木衛(wèi)三小。但最近的觀測(cè)也顯示濃密的大氣可能使人們過高估計(jì)了泰坦的直徑， 如同許多其他的衛(wèi)星一樣，土衛(wèi)六比134340號(hào)小行星（原冥王星）的質(zhì)量和體積都要大。
土衛(wèi)六平均半徑2575千米，質(zhì)量1.345×1023千克，平均密度1.880×103千克/立方米。土衛(wèi)六環(huán)繞土星公轉(zhuǎn)軌道半長(zhǎng)徑爲(wèi)1,221,850千米，偏心率0.0292，軌道平面與土星赤道面的交角爲(wèi)0.33°，公轉(zhuǎn)週期15天22時(shí)41分24秒。土衛(wèi)六的自轉(zhuǎn)週期與公轉(zhuǎn)週期相同，這一點(diǎn)與月球類似。土衛(wèi)六有濃密的大氣，主要成分是氮，表面大氣壓力1.5×10?帕斯卡，表面溫度-179.15℃。
土衛(wèi)六質(zhì)量與木衛(wèi)三，木衛(wèi)四，海衛(wèi)一，小行星134340（冥王星）大體類似。土衛(wèi)六一半是水冰一半是固體材料。在多個(gè)不同結(jié)晶狀冰層的3400米下有一個(gè)固體核心。核心內(nèi)部應(yīng)該仍然熾熱。雖然土衛(wèi)五以及其他的土星衛(wèi)星也類似，但土衛(wèi)六的核心密度更大，這是因爲(wèi)它體積巨大造成重力壓縮其內(nèi)部造成的。
大氣情況土衛(wèi)六是已知擁有真正大氣層的衛(wèi)星，其他的衛(wèi)星最多隻是擁有示蹤氣體.。大氣的存在是1944年首先被傑勒德·柯伊伯（Gerard P. Kuiper）使用光譜望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的，他發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)六大氣的甲烷局部壓力達(dá)到100毫巴。後來，旅行者太空船的觀測(cè)也證實(shí)土衛(wèi)六上擁有大氣，事實(shí)上，土衛(wèi)六的大氣壓比地球還要大一點(diǎn)，星球表面的壓力是地球的1.5倍。
土衛(wèi)六表面濃密的雲(yún)層遮蓋住了它的表面地貌。人們一般認(rèn)爲(wèi)土衛(wèi)六表面是固態(tài)或液體乙烷。從地球的雷達(dá)測(cè)量發(fā)現(xiàn)那裡沒有大範(fàn)圍的乙烷海洋，但是仍然有可能存在小的乙烷湖。後來，科學(xué)家對(duì)卡西尼太空船發(fā)回的照片進(jìn)行研究，認(rèn)爲(wèi)土衛(wèi)六 上或許根本不存在液態(tài)甲烷海洋。
研究人員曾通過地面望遠(yuǎn)鏡對(duì)土衛(wèi)六進(jìn)行觀測(cè)，他們當(dāng)時(shí)認(rèn)爲(wèi)，種種跡象顯示這一土星衛(wèi)星上可能存在液態(tài)海洋。但是，科學(xué)家們對(duì)得出的結(jié)論仍有疑惑之處，因爲(wèi)以前的觀測(cè)顯示土衛(wèi)六表面確有著閃爍的液體反光，尤其是幾年前通過大型無線電望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)的結(jié)果更證明極有可能存在液體海洋。
土衛(wèi)六大氣的98.44%是氮?dú)猓翘栂抵形┮怀说厍蛲獾母坏求w，那裡還有大量不同種類的碳?xì)浠衔餁堭N（包括甲烷、乙烷、丁二炔、丙炔、丙炔腈、乙炔、丙烷，以及二氧化碳、氰、氰化氫和氦氣）。這些碳?xì)浠衔锉徽J(rèn)爲(wèi)來自於土衛(wèi)六上層大氣中的甲烷。當(dāng)甲烷因爲(wèi)太陽輻射而發(fā)生反應(yīng)就會(huì)產(chǎn)生濃密的桔紅色煙雲(yún)。土衛(wèi)六表面那像是被塗上了一層柏油的有機(jī)物沉澱叫做tholin。土衛(wèi)六沒有磁場(chǎng)保護(hù),所以當(dāng)它有時(shí)運(yùn)行在土星的磁氣層外時(shí)，便直接暴露在太陽風(fēng)之下。這導(dǎo)致大氣電離並在大氣上層釋放出一些分子。
在接近表面時(shí)，土衛(wèi)六的溫度大約是94K(-179.15℃)。水冰在這種溫度下會(huì)升華，所以大氣中會(huì)有少量的水蒸氣存在.土衛(wèi)六表面除了覆蓋全球的迷霧之外也有各種不同的雲(yún)。雲(yún)可能是由甲烷，乙烷或簡(jiǎn)單的有機(jī)物組成。其他稀有的複雜化學(xué)物質(zhì)是土衛(wèi)六在太空外觀呈現(xiàn)橙色的原因。
2004年11月卡西尼號(hào)飛越過土衛(wèi)六照片中明亮多雲(yún)的南極,但並未發(fā)現(xiàn)期望的甲烷存在.這令科學(xué)家們困惑,対雲(yún)成分的相關(guān)研究仍然在進(jìn)行中,人們過去關(guān)於土衛(wèi)六大氣的知識(shí)可能需要重新書寫。
2004年卡西尼號(hào)觀測(cè)大氣的結(jié)果發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)六大氣“超級(jí)旋轉(zhuǎn)”，就像金星那樣，其大氣要比表面旋轉(zhuǎn)快很多。
據(jù)美國(guó)科學(xué)日?qǐng)?bào)報(bào)道，西班牙格拉納達(dá)大學(xué)和瓦倫西亞大學(xué)的物理學(xué)家們通過分析“惠更斯”探測(cè)器對(duì)土衛(wèi)六的特殊觀測(cè)數(shù)據(jù)，明確地證實(shí)土衛(wèi)六大氣層中存在著雷電風(fēng)暴等自然電活躍性活動(dòng)。科學(xué)團(tuán)體認(rèn)爲(wèi)有機(jī)分子、早期生命形式可能形成於行星或衛(wèi)星具有雷電風(fēng)暴的高層大氣層中。
自從1908年，西班牙天文學(xué)家喬西·科馬斯·蘇拉發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)六具有大氣層以來，在其他衛(wèi)星上未曾發(fā)現(xiàn)過大氣層的存在。他解釋說，“在土衛(wèi)六上形成著具有傳遞運(yùn)動(dòng)的大氣雲(yún)層，因此靜態(tài)電場(chǎng)和暴風(fēng)雨?duì)顩r可以形成。依據(jù)俄羅斯生物化學(xué)家亞歷山大·奧帕金的理論和斯坦利·米勒的實(shí)驗(yàn)，土衛(wèi)六具有雷電風(fēng)暴活動(dòng)性的大氣層可能形成有機(jī)物質(zhì)和早期生命形式，該條件下通過釋放電量可從無機(jī)混合物中綜合形成有機(jī)化合物。