Wystrzelona 15 października 1997 roku miała za zadanie dogłębnie zbadać samą planetę, jej księżyce lodowe, pierścienie, magnetosferę i drugiego największego satelitę w Układzie Słonecznym – Tytana.

W swoich ostatnich chwilach sonda Cassini, próbkowała jeszcze atmosferę Saturna, mierząc jej temperaturę i po raz ostatni obserwując zorze polarne i burze w okolicach biegunowych. Nurkując w atmosferze, anteny Cassini były skierowane w Ziemię, a silniki odpalone z największym możliwym ciągiem, by utrzymać statek na niezachwianej trajektorii.