1973年4月6日，美国“先驱者11号”宇宙飞船开始去探测太阳系中最大的行星之一——土星。这是人类首次访问土星。1979年9月1日，“先驱者11号”飞临土星，实现了对土星的近距离探测。天文学家说，它所发回的大量照片和数据使我们对土星的了解更加透彻。它发现了土星的两道新光环，发现了土星的新卫星和磁场。
为了对宇宙进行深入考察，继“先驱者11号”之后，美国又先后发射了“旅行者2号”（1977年8月20日）和“旅行者l号”（1977年9月5日）两艘飞船，继续对土星进行考察。另外由于轨道设计巧妙，它在飞向土星的途中，还分别飞临土卫六、土卫三、土卫一、土卫二、土卫四和土卫五，并于1980年11月13日，在距土星124237千米处掠过土星，再一次对土星进行了深入的科学探测，送回了一万多张照片以及各种数据。从这些新的信息中，又有了惊人的新发现，使关于土星的教科书必须重新改写。有些科学家风趣地说，我们得到的关于土星的知识，比在以前的整个人类历史上所得到的还要多。
凡是用望远镜观看过土星的人，都为它那美丽的光环所吸引。淡黄的像桔子似的星体围绕着发出柔和的白色光辉的光环，使人不得不惊叹大自然的绚丽多姿。
是什么构成这美丽而壮观的光环的呢？它们是固体的，还是由许多粒子组成的？
本世纪初，天文学家开勒尔将光环构造之谜破解了。根据开勒尔的测量，土星光环内缘的速度比外缘的速度要大，说明光环不是固体而是由许多冰冻的颗粒状小天体组成的。那么，它们是一个挨一个均匀地单层排列着，还是各种粒子互相重迭形成多层的排列呢？“旅行者1号”为我们提供了关于土星光环的新形象。它发现，在光环平面内有数百、数千条大小不等的同心环，环中有环，看起来就像是唱片上的纹路一样。大多数的环是光滑匀称的，但也有些是锯齿形的，有些呈辐射状，还有些像发辫那样互相扭结在一起，令人眼花缭乱。
“旅行者1号”的探测再次证明，土星光环是由无数大小不等的粒子组成的，粒子直径在几厘米到几米之间。这些粒子以惊人的速度围绕着土星旋转，并且还发出功率很强的无线电信号。
土星是太阳系中第二个大行星，距太阳平均距离约142700万千米，绕太阳公转一周大约29年半。土星体积巨大，赤道半径为6万千米。它的体积是地球的120多倍，而质量却只是地球的95倍，因此它的密度非常小，比水的还小。
土星表面被浓密的氢气云所笼罩，从地球上用望远镜看去，土星表面有些明暗交替的条带，这是土星上的气流形成的。偶尔出现的白色斑点，可能是土星风暴。“旅行者1号”发回的照片向我们揭示土星表面特征极其丰富多采，既有斑点、晕圈，又有盘旋着的金色丝带以及漩涡状的棕黄色、黄色、桔红色、褐色的带状物，充分表现出土星表面气流翻滚、风暴迭起的剧烈活动情景。
最近，美国科学家对宇宙飞船发回的资料进行分析研究后确认，土星的自转周期约为10小时40分，比从前根据地面观测而计算出的自转周期要长26分钟。
此外，关于土星到底有多少颗卫星，也有了新的发现。
以前卫星数的记录被“旅行者1号”打破，土星卫星的数目由12变成15。还会不会发现新的卫星呢？或许“旅行者2号”会再次打破这个记录。
必须提到的是，在土星的卫星家族中，天文学家最关注土卫六。1655年惠更斯首先发现了土卫六。一直以来，土卫六被誉称为卫星之王，是卫星中体积最大的，直径为5800千米。跟太阳系中其他卫星不同，土卫六是唯一有大气存在的卫星。过去认为它的大气主要成分是甲烷，地面测量它的温度也不是极低，因此人们推测它可能存在生命。当“先驱者11号”飞近土卫六时，正赶上太阳上发生了一次激烈的黑子爆发，使无线电通讯受到了干扰，导致地球上未能收到探测的结果。“旅行者1号”却给我们发送回来许多出人意料的情报。首先，发现土卫六并不是太阳系中最大的卫星，它的直径只有4828千米。因此，“卫星之王”的桂冠让木星的卫星木卫三（直径5150千米）夺得，土卫六只好屈居第二位。其次，“旅行者1号”发现，土卫六大气的主要成分也不是甲烷，而是氮占98％，甲烷的含量还不到1％，还含有少量乙烷、乙烯、乙炔等气体。
土卫六的大气厚度约2700千米，大气温度为-210℃。在如此低的温度下，大气中的氮可能呈液体状态，在卫星的表面上形成了液氮的湖泊。还发现土卫六云层顶端有氢氰酸分子，这是一种形成生命前的物质分子。