Titan er større end planeten Merkur. Den er også den næststørste måne i solsystemet og den eneste måne med en tæt atmosfære. Ligesom på Jorden er den dominerende gas nitrogen, men Titan er meget koldere. Overfladen er dybt frossen ved minus 180 grader Celsius. Hvis det blev varmere, kunne Titan muligvis rumme liv.
Indtil NASA-ESA-rumfartøjet Cassini-Huygens ankom i 2004, vidste man kun meget lidt om Titan. Dets overflade er skjult bag et tykt lag af orange skyer.
Den 14. januar 2005 foretog ESA’s Huygens-sonde en historisk landing på Titan. Under sit 2½ timers lange fald blev Huygens drevet mod øst af vinde i de øvre luftlag med en hastighed på over 100 km i timen. Vindene skiftede retning i en højde af 7 km og førte Huygens blidt mod vest i de sidste minutter af nedstigningen. Huygens fandt et isbelagt landskab præget af mørke kanaler, der snoede sig mod en glat ‘kystlinje’.
Titans atmosfære består af ca. 5 procent metan. Sollysets indvirkning på metanet skaber den tætte, orange tåge. (På Jorden forbrændes metangas i kedler og komfurer.) Metanregnbyger fylder undertiden de tørre kanaler og danner midlertidige floder, der eroderer overfladen og transporterer løst materiale ud på de nærliggende sletter.
Under mere end 70 forbiflyvninger af Titan har Cassinis radar- og infrarøde instrumenter kortlagt store dele af overfladen. De har fundet mange mærkelige træk, herunder kæmpe klitter af kulbrintesand, bjergkæder, metansøer og mulige isvulkaner. (Kulbrinter består af brint og kulstof. Eksempler herpå på Jorden er kul, sod og tjære.)
