Atmosféra
Ze Země byl v atmosféře Saturnu zjištěn molekulární vodík, čpavek a metan. Přístroje kosmických sond objevily dále hélium, fosfen, etan, acetylén, metylacetylén a propan.
Díky stokilometrové vrstvě zmrzlých čpavkových krystalků nejsou v Saturnově atmosféře pozorovány tak výrazné pruhy a mračné víry jako u Jupitera. Hlubší vrstvy atmosféry Saturnu bude zkoumat mise pouzdra Huygens, které právě na sondě Cassini k planetě míří.
Po pozorování televizními kamerami sondy Voyager bylo zjištěno, že podél rovníkového pásu (asi do úrovně 35. rovnoběžek) vane silný západní vítr rychlostí až 1 800 km/h. Ve vyšších saturnografických šířkách se vyskytují oblasti se západním i východním prouděním, rychlosti jsou však podstatně nižší. Na snímcích ze sond jsou patrné také mohutné atmosférické víry. Na jižní polokouli byla sondou Voyager 2 pozorována rudá skvrna. Na rozdíl od jiných vírů je barva skvrny způsobená materiálovým složením, které pohlcuje více modré a fialové barvy. Vír se během pozorování několika měsíců neměnil.
(Vliv procesů, probíhajících v nitru a na povrchu planety, má za následek i to, že na Saturnu nedochází ke střídání ročních období, ač rotační osa Saturnu je nakloněna v podobném úhlu jako osa Země.)
Obrázek ukazuje strukturu atmosféry severní polokoule Saturnu. Byl pořízen ze vzdálenosti 9 miliónů kilometrů několik dnů předtím, než se Voyager 1 nejvíce přiblížil k planetě.
24. září 1990 Stuart Wilber objevil v atmosféře Saturnu obří bílou skvrnu. 9. listopadu 1990 HST pořídil snímek této bílé skvrny okolo planety. Je to nejnápadnější bouře na Saturnu od roku 1933.