在太陽系的行星中，土星是最美麗的行星，它的光環最惹人註目。土星光環使土星看上去就像戴著壹頂漂亮的大草帽。據觀測表明，土星光環物質的構成是碎冰塊、巖石塊、塵埃、顆粒等，它們排成圓圈，繞著土星旋轉。土星符號及克洛諾斯土星運動遲緩，人們便將它看作掌握時間和命運的象征。羅馬神話中稱之為第二代天神克洛諾斯，它是在推翻父親之後登上天神寶座的。無論東方還是西方，都把土星與人類密切相關的農業聯系在壹起，於在天文學裏，土星的符號就是壹把大鐮刀。
在人們發現天王星之間，認為土星是離太陽最遠的行星。土星被壹條美麗的光環圍繞著，用望遠鏡就能看地很清楚。在土星還有較多的衛星，到1978年為止，已發現並證實的有10個，以後又陸續有人提出新的發現。土星的很多方面與木星相似，比如它與木星同屬於巨行星，它的體積是地球的745倍，質量是地球的95.18倍。在太陽系八大行星中，土星的大小和質量僅次於木星，占第二位。它與木星壹樣有著色彩斑斕的雲帶，也有較多衛星拱衛。
土星自轉的速度的也很快，因此呈扁球形，它赤道半徑約為60，000公裏。土星的平均密度只有0.70克/立方厘米，是八大行星中密度最小的。如果把它放在水中，它會浮在水面上。土星的大半徑和低密度使其表面的重力加速度和地球表面相近。土星在沖日時的亮度可與天空中最亮的恒星相比，那是因為它光環的平面與土星軌道面不重合，而且光環平面在繞日運動中方向保持不變，所以從地球上看，光環的面積很不固定，從而使土星的亮度也發生變化。當土星光環有最大視面積時，土星顯得亮壹些；當視線正好與光環平面重合時，光環便呈現為壹條直線，土星就顯得暗些。土星光環的重合與不重合之間的亮度相差大約3倍。
土星的轉產為橢圓形，它的公轉的軌道半徑為14億公裏，它的遠日點和近日點相差約1.5億公裏。土星繞太陽公轉的平均速度約為每秒9.64公裏，公轉壹周約29.5年。土星也有四季，只是每壹季的時間要長達7年多，因為離太陽遙遠，即使是夏季也是極其寒冷。土星自轉很快，但不同緯度自轉的速度卻不壹樣，這種差別比木星還大。赤道上自轉周期是10小時14分，緯度60度處則變成10小時40分。也就是說，土星的壹天為10小時候零14分。
土星的大氣中飄浮著稠密的氨晶體所組成的雲，土星的大氣主要以氫、氦為主，並含有甲烷和其他氣體。從望遠鏡中看去，這些雲像木星的雲壹樣形成相互平行的條紋，但不如木星雲帶鮮艷，只是比木星雲帶規則得多。土星雲帶以金黃色為主，其余是橘黃色、淡黃色等。土星的表面同木星壹樣，也是流體的。它赤道附近的氣流與自轉方向相同，速度可達每秒500米，比木星上的風力要大得多。土星極地附近呈綠色，是整個表面最暗的區域。根據紅外觀測得知，雲頂溫度為-170℃，比木星低50℃。土星表面的溫度約為-140℃。土星表面有時會出現白斑，最著名的白斑是在1933年8月發現的，它出現在赤道區，呈蛋形，長度達到土星直徑的1/5，之後這個白斑還在不停的廣大，幾乎蔓延了土星的表面。
由於土星表面的溫度較低，而且逃逸的速度又很大（35.6公裏/秒），所以土星依然保留著幾十億年前它形成時所擁有的全部氫和氦。因此，科學家認為，研究土星目前的成分就等於研究太陽系形成初期的原始成分，這對於了解太陽內部活動及其演化有很大幫助。壹般認為土星的化學組成像木星，不過氫的含量較少。土星上的甲烷含量比木星多，而氨的含量則比木星少。在1973年4月美國發射的行星際探測器“先驅者”11號發現土星有壹個由電離氫構成的廣延電離層，其高層溫度約為977℃。經過觀測，結果發現土星的極區有極光。
目前認為，土星形成時，最初是土物質和冰物質吸積，然後才是體積聚。因此，土星有壹個直徑20，000公裏的巖石核心。這個核占土星質量的10%到20%，核外包圍著5000公裏厚的冰殼，再外面是8，000公裏厚的金屬氫層，金屬氫之外是壹個廣延的分子氫層。1969年，壹架飛機在地球大氣高層對土星的熱輻射作了紅外觀測，發現土星和木星壹樣，它輻射出的能量是它從太陽接收到的能量的兩倍。由些表明，土星也有內在能源，後來經過“先驅者”11號的證實，土星發出的能量是吸收太陽能量的2.5倍。
土星的光環
我們說土星是太陽系中最美麗的星球，其主要原因就是土星被美麗的光環所圍繞。它的發現是由16世紀初期發現的，當時的意大利天文學家伽利略觀測到在土星的球狀本體旁有奇怪的附屬物，這時還沒有斷定這些附屬物的光環。大約過了半個世紀，才被荷蘭學者惠更斯證認出這是離開本體的光環。而在1675年意大利天文學家卡西尼，發現土星光環中間有壹條暗縫，後稱卡西尼環縫。與此同時，他還猜測光環是由無數小顆粒構成，經過了兩年多世紀的分光觀測才證實了他的猜測。但在這二百年間，土星壹直被看作壹最低點或幾個的扁平的固體物質盤。直到1856年，這些推測和看法才由英國物理學家麥克斯韋論從理論上得到了論證，這時人們才知道圍繞著土星的環是由無數個小衛星形成的。
土星環在土星的赤道面上，在進行空間探測以前，人們就從地面觀測中得知了土星環有五個，它包括三個主環（A、B、C環）和兩個暗環（D、E環）。B環既寬又亮，它的內側是C環，外側是A環。A環和B環之間是寬約5000公裏的卡西尼縫，它是天文學家卡西尼在1675年發現的。B環的內半徑為91500公裏，外半徑為116500公裏，寬度是25000公裏，這樣的面積可以並排放下兩個地球。
而A環的內半徑121500公裏，外半徑137000公裏，寬度15500公裏。C環較暗淡，它從B環的內邊緣壹直延伸到離土星表面只有12000公裏處，寬度約19000公裏。在1969年，又發現了更暗的環D環，它C環的內側，它幾乎觸及土星表面。而在A環外側還有壹個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。在1979年9月，“先驅者”11號又探測到了兩個新環──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，大約在離土星中心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，其結果同地面觀測相差不大。另外，“先驅者”11號通過紫外輝光觀測發現，發現了土星可見環的巨大氫雲，這些環就是氫雲的源。
在土星的七環裏，除了A環、B環、C環很亮外，其他環都是非常暗淡的。土星的赤道面與軌道面的傾角較大，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。在仔細觀測後人們還發現，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。只有A環中的恩克縫是永久性的，不過，環縫也不夠完整。這些環縫的形成，科學家認為是由土星衛星的引力***振而造成的，就像木星小行星所帶的柯克伍德縫壹樣是由巨大引力攝動造成。
之後“先驅者”11號還在A環與F環之間發現壹個新的環縫，我們稱它為“先驅者縫”，另外還測得了恩克縫的寬度為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到30厘米之間的冰塊。這樣的發現使科學家們非常吃驚，因為從近處所看到土星環竟然都是碎石頭和冰塊。它們的直徑多為幾厘米到幾十裏米不等，只有少量的超過1米或者更大。而且在環的平面內有百條到數千條的環，大小不壹，形狀各異，大部環都是對稱地繞土星轉，當然也有不對稱的。
另外，科學家們從圖片上發現，環的形狀有鋸齒形的，有輻射狀的。令科學迷惑不解的是有的環就像幾股細繩扭結到壹起。而輻射狀的更令科學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的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。那麽，這是壹個什麽樣的規律在起作用呢？至今還在探索中。
在近期，美國航空航天局的科學家發現了土星周圍還存在著壹個“隱形”的巨大光環，它的面積可容納10億個地球。NASA噴氣推土星新發現光環進實驗室稱，該光環平面與土星主光環面成27度傾角，該光環內側距離土星約595萬公裏，寬度約1190萬公裏。它的直徑相當於300倍土星的直徑。可容納10億個地球。光環由冰和塵埃微粒組成，它們之間的距離如此之大，即使妳站在光環上也看不清楚。另外，土星照射到的太陽光線很少，光環反射出的可見光更少，令它難以被發現。組成光環的塵埃溫度很低，僅有零下193℃，但卻散發出熱輻射。NASA斯皮策太空望遠鏡正是捕捉到了這些熱輻射，才發現了這個巨大的光環。
土星衛星“菲比”的軌道穿越這個巨大的光環。科學家們認為，光環內的冰和塵埃來自於菲比與彗星的碰撞。光環的發現可能有助於解釋關於土星另壹衛星土衛八的壹個古老而神秘的問題。在1671年，天文學家卡西尼首次發現土衛八，稱這個星球壹面黑壹面白，就像太極符號壹樣，而新發現的光環旋轉軌道與土衛八剛好相反。於是科學家們推測，光環內的塵埃飛濺到土衛八表面上，形成了黑色區域。發現新光環之壹的道格拉斯?漢密爾頓說：“長久以來，航天學者壹直認為菲比與土衛八表面之上的黑色物質之間存在某種聯系，新發現的光環為此提供了令人信服的證據。”
土星內部也有壹個巖石所構成的核心，它與木星極為相似。土星核的外面是5000公裏厚的冰層和8000公裏的金屬氫組成的殼層，最外面被色彩斑斕的雲帶包圍著。土星的大氣運動比較平靜，表面溫度很低，約為零下140攝氏度。土星以平均每秒9.64公裏的速度斜著身子繞太陽公轉，其軌道半徑約為14億公裏。它的公轉速度較慢，繞太陽壹周需29.5年，但它的自轉卻很快，土星自轉壹周只需要要10時14分鐘。