Tytan jest większy od Merkurego. Jest to również drugi co do wielkości księżyc w Układzie Słonecznym i jedyny księżyc posiadający gęstą atmosferę. Podobnie jak na Ziemi, głównym gazem jest azot, ale na Tytanie panuje znacznie niższa temperatura. Jego powierzchnia jest głęboko zamarznięta – panuje tam temperatura minus 180 stopni Celsjusza. Gdyby zrobiło się tam cieplej, na Tytanie mogłoby istnieć życie.
Do momentu przybycia sondy kosmicznej Cassini-Huygens, będącej wspólnym projektem NASA i ESA, w 2004 roku niewiele wiadomo było o Tytanie. Jego powierzchnia jest ukryta pod grubą warstwą pomarańczowych chmur.
14 stycznia 2005 r. sonda Huygens należąca do ESA dokonała historycznego lądowania na Tytanie. Podczas trwającego 2½ godziny opadania sondę Huygens znosiły na wschód wiatry na dużych wysokościach, osiągające prędkość ponad 100 km na godzinę. Na wysokości 7 km wiatry zmieniły kierunek, delikatnie przenosząc sondę ‘Huygens’ na zachód w ostatnich minutach opadania. Sonda „Huygens” odkryła lodowy krajobraz naznaczony ciemnymi kanałami wijącymi się w kierunku gładkiej „linii brzegowej”.
Atmosfera Tytana składa się w około 5 procentach z metanu. Pod wpływem promieniowania słonecznego metan tworzy gęstą pomarańczową mgłę. (Na Ziemi metan jest spalany w kotłach i kuchenkach.) Burze metanowe czasami wypełniają wyschnięte koryta, tworząc tymczasowe rzeki, które erodują powierzchnię i przenoszą luźny materiał na pobliskie równiny.
Podczas ponad 70 przelotów obok Tytana radary i instrumenty na podczerwień sondy Cassini sporządziły mapy znacznej części powierzchni tej planety. Odkryto wiele niezwykłych formacji, w tym ogromne wydmy z piasku węglowodorowego, pasma górskie, jeziora metanu oraz potencjalne wulkany lodowe. (Węglowodory składają się z wodoru i węgla. Przykładami na Ziemi są węgiel kamienny, sadza i smoła.)
