Апарат назвали на честь Джованні Доменіко Кассіні, французького астронома, який першим взявся за дослідження кілець та супутників Сатурна. Саме супутники, зокрема Титан, й представляли головний інтерес для зонду Кассіні.
Перебуваючи на запланованій віддалі від Титана, Кассініспустив на його поверхню зонд Гюйгенс. Апарат майже рік проходив крізь атмосферу супутника й успішно виконав посадку у січні 2005 року. Тривалий переліт крізь атмосферу був очікуваним, адже вона щільна і характеризується здебільшого високими температурами. Відтак поспіх був зайвим.
Опісля проходження крізь щит хмар та пилу Гюйгенс почав надсилати перші зображення на Кассіні. Через системний збій апарат отримав лише половину світлин. Втім коли живлення почало надходити від резервних батарей, Гюйгенс знову почав функціонувати справно і так працює досі.
Витрати на міжпланетний комплекс Кассіні-Гюйгенс були насправді космічними - майже 3,5 мільярди доларів США. Участь у його створенні брали три організації - НАСА, Європейська та Італійська космічні агенції, і ще 17 країн. З самого початку місія була запланована до 2008 року, втім зважаючи на витрачені кошти та зусилля її завершення перенесли на 2017 рік.