華楓瞭解到後面的土衛五由冰所構成，密度約爲1.233 g/cm。這樣低的密度顯示它是由25%的岩石（密度3.250 g/cm）與75%的水冰（密度1.000 g/cm）所組成的。雖然土衛五是太陽系第9大衛星，不過它的質量只能排在第10位。
早期天文學家估計它擁有岩石的核心。然而卡西尼號近距離探測的結果顯示它的軸轉動慣量係數爲 0.4 kg，這樣的數據表明土衛五的內部幾乎都是一樣的物質，因爲巖質核心的存在會使質量慣性矩落在3.4左右。土衛五的三維模型也與流體靜力平衡。
土衛五的特徵有些類似土衛四，這顯示它們可能有類似組成與歷史。土衛五受到日照地區的溫度爲開氏99度（攝氏−174度），而陰影地區的溫度則介於攝氏−200度與攝氏−220度之間。
土衛五的表面有明顯的坑洞與明亮的細微特徵。它的表面根據坑洞密度可以被分成2個不同的地理區域，第一個地區包括直徑在40公理以上的坑洞，而第二個地區則相反，並位在極區與赤道地區。這也顯示在土衛五形成的過程中曾經發生大規模的重組事件。
主要的半球受到嚴重的撞擊，並且非常明亮。就像木衛四上的坑洞一樣，土衛五的坑洞缺乏在月球與水星上可以觀測到的明顯特徵。在另一個半球上可以見到明亮的網絡出現在黑色的地表上，少數坑洞也可以被辨識出來。這些明亮的區域曾被認爲是在土衛五早期從冰火山所噴發出來的物質。不過最近對於土衛四的觀測顯示，散佈地表的明亮條紋其實是冰構成的懸崖，於是天文學家推測土衛五上的條紋也是由冰組成的懸崖。
卡西尼號在2006年1月17日近距離飛越土衛五，並拍設一系列高分辨率的照片。雖然科學分析仍然在進行中，不過這些照片顯示土衛五表面的條紋類似土衛四的條紋結構，其實是冰懸崖。
美國國家航空航天局在2008年3月6日宣佈土衛五可能擁有一個稀薄的環帶，這也是人類首次在衛星發現環帶系統。這個環帶系統的存在是因爲卡西尼號發現土星的磁場在土衛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五的希爾球區域，不過在靠近土衛五的附近更加稠密，顯示土衛五可能擁有3條密度較高的細環帶。
卡西尼號在近距離內拍攝一些土衛五的照片，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5,750公里。而在卡西尼延伸任務中則計劃在2010年3月2日從100公里的距離掠過土衛五。
美國宇航局“卡西尼”號在接近土星土衛五時，探測器上的一臺帶有靈敏紅外波段（930毫微米）濾色鏡的窄角照相機利用可見光拍攝到土衛五南極地區，拍攝時土衛五與“卡西尼”號之間的距離約爲23．9萬千米，太陽、土衛五與“卡西尼”號之間的角度爲56°，分辨率約爲1千米每線。
與土衛五表面其餘部分一樣，其南極地區在幾百萬年裡佈滿大量隕石坑，在這些詳細照片上可以看出，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115×91千米。
“卡西尼－惠更斯”號飛行是美國宇航局與歐洲航天局和意大利航天局的合作計劃，“卡西尼”號探測器的控制委託美國加州帕薩迪納美國宇航局噴氣推進實驗室負責。
美國國家宇航局（NASA）公佈了一段“卡西尼”號土星探測器拍攝到的土衛五的珍貴視頻圖像。之所以說它珍貴，是因爲這段總共15秒長的視頻記錄下了土衛五上發生日食的全過程。 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。
當時土衛五正在逐漸進入土星的陰影區域。從視頻中可以清楚地看到，土星在土衛五上投下的陰影的邊緣非常模糊，這一點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，之所以會出現這種差異，主要是因爲土星是一顆氣態行星，其外部邊界本身就不是非常清晰，這導致其產生的陰影也不會非常清楚。
懸在土星環前方的小衛星土衛五就像是一粒珍珠。去年11月初，繞軌道運行的“卡西尼”號欣賞到這一罕見的景象。照片並非“原版”，而是進行了旋轉。
“卡西尼”這個名字來源於意大利天文學家喬凡尼·多美尼科·卡西尼，正是他在1672年發現了土衛五。天文學家2008年宣佈，土衛五可能是第一顆已知擁有自身昏暗環系統的衛星。
據NASA介紹，“卡西尼”號在拍攝這段視頻時距離土衛五約有45萬公里，圖像的分辨率爲2.7公里。
其直徑爲1528公里，與土星平均距離約50萬公里。到目前爲止，“卡西尼”號已成功繪製了出了土衛五表面的全景圖像。有關該天體最有趣的發現出現在2008年夏季。當時有天文學家指出：土衛五可能也擁有自己的光環系統。他們解釋說，“卡西尼”號上的探測設備發現土衛五週圍環繞着大量碎片，形成一個範圍達數千公里的盤狀碎片帶。觀測顯示，在土衛五兩側還都存在着電子數量急劇減少的區域。
科學家隨後進行了大量模擬計算，以確定土衛五是否有能力穩定住這樣的環結構。結果表明，在土衛五重力場以及它繞土星的軌道共同作用下，土衛五週圍的環能夠長時間地穩定存在。科學家認爲，土衛五之所以有環，可能是因爲在遙遠的過去有小行星或彗星與土衛五相撞，產生的碎片飄散在周圍逐漸聚集成了光環。
土衛六是土星最大的衛星，也是太陽系第二大衛星，比行星水星的體積大(雖然質量沒有水星大)， 在太陽系中它的大小隻比木星最大的衛星木衛三小。但最近的觀測也顯示濃密的大氣可能使人們過高估計了泰坦的直徑， 如同許多其他的衛星一樣，土衛六比134340號小行星（原冥王星）的質量和體積都要大。
土衛六平均半徑2575千米，質量1.345×10²³千克，平均密度1.880×10³千克/立方米。土衛六環繞土星公轉軌道半長徑爲1,221,850千米，偏心率0.0292，軌道平面與土星赤道面的交角爲0.33°，公轉週期15天22時41分24秒。土衛六的自轉週期與公轉週期相同，這一點與月球類似。土衛六有濃密的大氣，主要成分是氮，表面大氣壓力1.5×10⁵帕斯卡，表面溫度-179.15℃。
土衛六質量與木衛三，木衛四，海衛一，小行星134340（冥王星）大體類似。土衛六一半是水冰一半是固體材料。在多個不同結晶狀冰層的3400米下有一個固體核心。核心內部應該仍然熾熱。雖然土衛五以及其他的土星衛星也類似，但土衛六的核心密度更大，這是因爲它體積巨大造成重力壓縮其內部造成的。
大氣情況土衛六是已知擁有真正大氣層的衛星，其他的衛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）使用光譜望遠鏡發現的，他發現土衛六大氣的甲烷局部壓力達到100毫巴。後來，旅行者太空船的觀測也證實土衛六上擁有大氣，事實上，土衛六的大氣壓比地球還要大一點，星球表面的壓力是地球的1.5倍。
土衛六表面濃密的雲層遮蓋住了它的表面地貌。人們一般認爲土衛六表面是固態或液體乙烷。從地球的雷達測量發現那裡沒有大範圍的乙烷海洋，但是仍然有可能存在小的乙烷湖。後來，科學家對卡西尼太空船發回的照片進行研究，認爲土衛六 上或許根本不存在液態甲烷海洋。
研究人員曾通過地面望遠鏡對土衛六進行觀測，他們當時認爲，種種跡象顯示這一土星衛星上可能存在液態海洋。但是，科學家們對得出的結論仍有疑惑之處，因爲以前的觀測顯示土衛六表面確有着閃爍的液體反光，尤其是幾年前通過大型無線電望遠鏡觀測的結果更證明極有可能存在液體海洋。
土衛六大氣的98.44%是氮氣，是太陽系中惟一除了地球外的富氮星體，那裡還有大量不同種類的碳氫化合物殘餘（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）。這些碳氫化合物被認爲來自於土衛六上層大氣中的甲烷。當甲烷因爲太陽輻射而發生反應就會產生濃密的桔紅色煙雲。土衛六表面那像是被塗上了一層柏油的有機物沉澱叫做tholin。土衛六沒有磁場保護,所以當它有時運行在土星的磁氣層外時，便直接暴露在太陽風之下。這導致大氣電離並在大氣上層釋放出一些分子。
在接近表面時，土衛六的溫度大約是94K(-179.15℃)。水冰在這種溫度下會升華，所以大氣中會有少量的水蒸氣存在.土衛六表面除了覆蓋全球的迷霧之外也有各種不同的雲。雲可能是由甲烷，乙烷或簡單的有機物組成。其他稀有的複雜化學物質是土衛六在太空外觀呈現橙色的原因。
2004年11月卡西尼號飛越過土衛六照片中明亮多雲的南極,但並未發現期望的甲烷存在.這令科學家們困惑,対雲成分的相關研究仍然在進行中,人們過去關於土衛六大氣的知識可能需要重新書寫。
2004年卡西尼號觀測大氣的結果發現土衛六大氣“超級旋轉”，就像金星那樣，其大氣要比表面旋轉快很多。
據美國科學日報報道，西班牙格拉納達大學和瓦倫西亞大學的物理學家們通過分析“惠更斯”探測器對土衛六的特殊觀測數據，明確地證實土衛六大氣層中存在着雷電風暴等自然電活躍性活動。科學團體認爲有機分子、早期生命形式可能形成於行星或衛星具有雷電風暴的高層大氣層中。
自從1908年，西班牙天文學家喬西·科馬斯·蘇拉發現土衛六具有大氣層以來，在其他衛星上未曾發現過大氣層的存在。他解釋說，“在土衛六上形成着具有傳遞運動的大氣雲層，因此靜態電場和暴風雨狀況可以形成。依據俄羅斯生物化學家亞歷山大·奧帕金的理論和斯坦利·米勒的實驗，土衛六具有雷電風暴活動性的大氣層可能形成有機物質和早期生命形式，該條件下通過釋放電量可從無機混合物中綜合形成有機化合物。