Envuelto en una densa atmósfera, la superficie de Titán, la luna más grande de Saturno, es muy difícil de observar. Pequeñas partículas suspendidas en la atmósfera superior de Titán crean una neblina casi impenetrable, dispersando la luz en longitudes de onda ópticas y ocultando los detalles de la superficie. Sin embargo, la superficie de Titán se visualiza mejor en longitudes de onda infrarrojas, donde la dispersión es menor y la absorción atmosférica se reduce.
Alrededor de esta imagen de Titán en luz visible, vista aquí en el centro, se encuentran algunas de las vistas infrarrojas globales más nítidas de este fascinante satélite hasta la fecha. En falso color, los seis paneles presentan un procesamiento consistente de 13 años de datos de imágenes infrarrojas del Espectrómetro de Mapeo Visual e Infrarrojo llamado VIMS, instalado a bordo de la nave espacial Cassini, que orbitó Saturno entre 2004 y 2017.
La comparación presenta una diferencia asombrosa respecto a la vista en luz óptica de Cassini. La revolucionaria misión a la superficie de Titán, con su helicóptero, está programada para su lanzamiento no antes de julio de 2028. Titán es el mayor de los satélites de Saturno y el segundo del Sistema Solar tras el satélite de Júpiter, Ganímedes. Además es el único satélite conocido que posee una atmósfera importante, y el único objeto, aparte de la Tierra, en el que se ha encontrado evidencia clara de cuerpos líquidos estables en su superficie.
Es el sexto satélite elipsoidal de Saturno y frecuentemente es descrito como un satélite similar a un planeta. Tiene un diámetro un 50 % más grande que la Luna y es un 80 % más masivo; es más grande en volumen que el planeta Mercurio, aunque su masa representa el 40 % del primer planeta. Fue el primer satélite conocido de Saturno, y el quinto satélite descubierto en el Sistema Solar.
Está compuesto principalmente de hielo y material rocoso, y al igual que pasa con Venus antes de la era espacial, la atmósfera densa y opaca de Titán impedía la comprensión de su superficie hasta la llegada de la misión Cassini-Huygens en 2004, incluyendo el descubrimiento de lagos de hidrocarburos líquidos en las regiones polares. La superficie es geológicamente joven, a pesar de las montañas y el descubrimiento de varios posibles criovolcanes, es suave y con pocos cráteres de impacto.
Según los datos disponibles, su atmósfera podría estar compuesta principalmente de nitrógeno, pero hasta un 6 % puede ser metano y compuestos complejos de hidrocarburos. El clima, incluyendo viento y lluvia, crea características superficiales similares a las de la Tierra, tales como dunas, ríos, lagos, mares, probablemente de metano líquido y etano. Ademas existen deltas, y está dominado por patrones climáticos estacionales como en la Tierra.
Titán dispone de líquidos tanto superficiales como subterráneos, con una robusta atmósfera de nitrógeno, el ciclo del metano de Titán es visto como una analogía con el ciclo del agua de la Tierra, aunque a una temperatura mucho más baja. El día 2 de octubre de 2013, fue anunciado que el espectrómetro infrarrojo compuesto de la sonda Cassini, detectó propileno en la baja atmósfera de este satélite, lo que se convierte en la primera detección definitiva de esta sustancia en cualquier parte del Sistema Solar, además de en la Tierra.
