Det første rumfartøj, der besøgte Saturn, den amerikanske Pioneer 11, var en af et par sonder, der blev lanceret i begyndelsen af 1970erne til Jupiter. Selvom en retargeting ikke var en del af det oprindelige mål, udnyttede missionsforskere Pioneer 11s tætte møde med Jupiters tyngdefelt for at ændre rumfartøjets bane og sende det videre til et vellykket fly af Saturn. I 1979 passerede Pioneer 11 gennem Saturns ringplan i en afstand på kun 38.000 km (24.000 miles) fra A-ringen og fløj inden for 21.000 km (13.000 miles) fra sin atmosfære.
Det dobbelte rumfartøj, der fulgte, US Voyagers 1 og 2 blev oprindeligt lanceret mod Jupiter i 1977. De bar meget mere detaljeret billedbehandlingsudstyr og var specifikt designet til flyplaner med flere planeter og til at nå specifikke videnskabelige mål på hver destination. Ligesom Pioneer 11 brugte Voyagers 1 og 2 Jupiters masse i tyngdekraftsassistente manøvrer til at omdirigere deres baner til Saturn, som de stødte på i henholdsvis 1980 og 81. Sammen returnerede de to rumfartøjer titusinder af billeder af Saturn og dens ringe og måner.
Cassini-Huygens rumfartøjer blev lanceret i 1997 som et fælles projekt mellem rumorganisationer i USA, Europa og Italien. Det fulgte en kompliceret bane, der involverede tyngdekraftsassistent flybys af Venus (to gange), Jorden og Jupiter, der bragte den til det saturniske system i midten af 2004. Med en vægt på næsten seks ton, når det var fyldt med drivmidler, var det interplanetære fartøj et af de største, dyreste og mest komplekse bygget til den tid. Den bestod af en Saturn-orbiter, Cassini, der studerede planeten, ringene og månerne og en sonde, Huygens, der faldt ned med faldskærm gennem Titans atmosfære til en fast overflade i begyndelsen af 2005. I cirka tre timer under dens nedstigning og fra overflade transmitterede Huygens målinger og billeder til Cassini, som videreformidlede dem til forskere på Jorden. Cassini-missionen fortsatte indtil 2017. Blandt de væsentlige opdagelser, den gjorde, var flydende søer på Titan og gejsere af vandis på Enceladus sydpol. Da rumfartøjet nærmede sig slutningen af sin mission, foretog det adskillige meget tætte afleveringer til planeten og målte magnetfelterne og tyngdekraftsfelterne og kom til sidst ind i en bane, der kastede den ned i Saturns atmosfære. At ødelægge Cassini sikrede, at kredsløbsbanen ikke ville have en chance for at forurene miljøer på Titan og Enceladus, der kan understøtte livet.
William B. Hubbard Mark Marley Bonnie Buratti