该计划于1980年代开始。它的设计包括绕行土星的[[人造卫星]]（卡西尼号）和登陆泰坦（惠更斯号）。这两艘航天器是以天文学家乔凡尼·多美尼科·卡西尼和克里斯蒂安·惠更斯的名字命名。[[航天器]]于1997年10月15日使用泰坦VB/半人马发射升空 <ref>[https://www.sohu.com/a/198166267_505874 1997年10月15日 “卡西尼-惠更斯号”发射升空]，搜狐，2017-10-15</ref> ，在2004年7月1日进入环绕土星的轨道。在前往的星际航行途中，曾两度飞越金星，一次飞越地球与木星。在2004年12月25日，[[惠更斯号]]与[[卡西尼号]]分离，并在2005年1月14日降落在泰坦。它利用卡西尼号中继，成功的将资料传送回地球。这是有史以来第一次在外太阳系的天体上着陆。

欧洲的16个[[国家]]和美国组成负责设计、制造、飞行和收集来自卡西尼号轨道器和惠更斯号探测器的资料 <ref>[https://www.sohu.com/a/337033115_120085179 卡西尼惠更斯号，一个伴随土星13年的探测器，你对它了解多少? ]，搜狐，2019-09-13</ref> 。这项任务由美国宇航局（NASA）设在美国的喷射推进实验室负责管理，卡西尼号轨道器也在此制造。惠更斯号由欧洲太空研究与技术中心（ESTEC）开发，主要的承包商是法国的法国航太（现在的泰雷兹阿莱尼亚航太公司），并汇集的许多欧洲国家提供的设备和仪器（惠更斯号的电池和两件仪器是由美国制造）。意大利航天局（ASI）提供卡西尼号的高增益雷达天线，与并网的低增益天线（确保在任务期间与地球的通讯），还有一个也使用高增益天线的紧致轻量[[雷达]]，并且担当合成孔径雷达、雷达高度计、辐射计、无线电科学子系统（RSS）、VIMS光谱仪的可见光通道（VIMS-V）。VIMS[[红外线]]对应的部分由NASA提供，还有主要的[[电子]]装配，也包括[[法国]]的法国国家太空研究中心（CNES）提供的电子元件，由NASA安装。