Thăm dò Sao Thổ mới chỉ được thực hiện độc nhất do các tàu thăm dò không người lái. Ba nhiệm vụ là bay ngang qua, tạo nên một nền tảng kiến thức mở rộng về hệ. Tàu vũ trụ Cassini–Huygens, phóng vào năm 1997, nằm trong quỹ đạo của Sao Thổ từ năm 2004 đến năm 2017.^[1][2]

Sao Thổ lần đầu được ghé thăm bởi Pioneer 11 vào tháng 9 năm 1979. Nó bay trong phạm vi 20.000 km ở trên cùng tầng mây của hành tinh. Các hình ảnh phân giải thấp về hành tinh và một vài vệ tinh của nó đã được chụp; độ phân giải của các bức ảnh thì không đủ tốt để thấy rõ được các đặc điểm bề mặt. Con tàu vũ trụ cũng nghiên cứu các vành đai; trong số các phát hiện thì có vành F mỏng và sự thật rằng các khoảng trống tối trong vành đai thì trở nên sáng khi nhìn về phía Mặt Trời, hay nói cách khác, chúng không phải không hề có vật chất. Pioneer 11 cũng đo đạc nhiệt độ Titan ở mức 250 K.^[3]

Vào ngày 1 tháng 7 năm 2004, con tàu vũ trụ Cassini–Huygens thực hiện một SOI (Saturn Orbit Insertion) maneuver và tiến vào quỹ đạo quanh Sao Thổ. Trước khi thực hiện SOI, Cassini đã nghiên cứu về hệ một cách bao quát. Vào tháng 6 năm 2004, nó đã thực hiện một chuyến bay ngang qua Phoebe ở cự ly gần và gửi về những hình ảnh phân giải cao và dữ liệu.

• Hannu Karttunen; và đồng nghiệp (1996), Fundamental Astronomy (ấn bản 3), New York: Springer, ISBN 978-3-540-60936-0, truy cập ngày 21 tháng 2 năm 2012.
• NASA/JPL–Caltech (ngày 18 tháng 10 năm 2010). “Voyager Science Results: Saturn”. voyager.jpl.nasa.gov. Truy cập ngày 21 tháng 2 năm 2012.

• NASA's Cassini mission to Saturn

x t s Sao Thổ
Outline of Saturn
Đặc trưng	Bão Rồng Vết Trắng Lớn Lục giác Từ quyển Vành đai
Vệ tinh	S/2009 S 1 Vành đai tiểu vệ tinh Pan Daphnis Atlas Prometheus S/2004 S 6 S/2004 S 4 S/2004 S 3 Pandora Epimetheus Janus Aegaeon Mimas Methone Anthe Pallene Enceladus Tethys Telesto Calypso Dione Helene Polydeuces Rhea Titan Hyperion Iapetus S/2019 S 1 Kiviuq Ijiraq Phoebe Paaliaq Skathi S/2004 S 37 Albiorix S/2007 S 2 Saturn LX Bebhionn Erriapus Skoll S/2004 S 31 Siarnaq Tarqeq S/2004 S 13 Greip Hyrrokkin Jarnsaxa Tarvos Mundilfari S/2006 S 1 S/2004 S 17 Bergelmir Narvi Saturn LIV Suttungr Hati S/2004 S 12 Saturn LIX Farbauti Thrymr Saturn LXI Aegir S/2007 S 3 Bestla S/2004 S 7 Saturn LV Saturn LVI Saturn LVII Saturn LXII S/2006 S 3 Saturn LXVI Fenrir S/2004 S 28 Surtur Kari Saturn LXV Ymir S/2004 S 21 S/2004 S 24 Loge S/2004 S 36 S/2004 S 39 Saturn LXIII Saturn LXIV Fornjot Saturn LVIII
Thiên văn học	Delta Octantis Tiểu hành tinh đi qua Sao Thổ
Thám hiểm	Cassini–Huygens (Huygens) timeline retirement Pioneer 11 Chương trình Voyager 1 2
Chủ đề khác	Sao Thổ trong khoa học viễn tưởng Fiction Moons Ngày Trái Đất mỉm cười In Saturn's Rings (2018 documentary)
Mặt Trời Sao Thủy Sao Kim Trái Đất Sao Hỏa Sao Mộc Sao Thổ Thiên Vương Hải Vương

x t s Hệ Mặt Trời
Mặt Trời Sao Thủy Sao Kim Trái Đất Sao Hỏa Ceres Sao Mộc Sao Thổ Sao Thiên Vương Sao Hải Vương Orcus Sao Diêm Vương Haumea Quaoar Makemake Gonggong Eris Sedna
Hành tinh Đất đá Sao Thủy Sao Kim Trái Đất Sao Hỏa Khổng lồ Khí khổng lồ Sao Mộc Sao Thổ Sao Thiên Vương Sao Hải Vương Băng khổng lồ Thiên Vương Hải Vương Lùn Ceres Sao Diêm Vương Haumea Makemake Eris Vành đai Sao Mộc Sao Thổ (Rhea) Chariklo Chiron Sao Thiên Vương Sao Hải Vương Haumea Vệ tinh Trái Đất Mặt Trăng Sao Hỏa Phobos Deimos Sao Mộc Ganymede Callisto Io Europa tất cả 79 Sao Thổ Titan Rhea Iapetus Dione Tethys Enceladus Mimas Hyperion Phoebe tất cả 82 Sao Thiên Vương Titania Oberon Umbriel Ariel Miranda tất cả 27 Sao Hải Vương Triton Proteus Nereid tất cả 14 Sao Diêm Vương Charon Nix Hydra Kerberos Styx Eris Dysnomia Haumea Hiʻiaka Namaka Makemake S/2015 (136472) 1 Thám hiểm Khám phá thiên văn học thời gian biểu Thăm dò không gian Chuyến bay vũ trụ có con người trạm không gian Sao Thủy Sao Kim Mặt Trăng Sao Hỏa Ceres Tiểu hành tinh Sao chổi Sao Mộc Sao Thổ Sao Thiên Vương Sao Hải Vương Sao Diêm Vương Định cư Vật thể giả thuyết Nemesis Phaeton Hành tinh thứ chín Hành tinh V Hành tinh X Vệ tinh của vệ tinh Theia Tyche Vulcan Vulcanoid Danh sách Sao chổi Vật thể hình cầu hấp dẫn Tiểu hành tinh Vệ tinh tự nhiên Mô hình Hệ Mặt Trời Vật thể trong Hệ Mặt Trời theo kích cỡ theo thời gian phát hiện Phân tử trong môi trường liên sao Thiên thể nhỏ trong hệ Mặt Trời Sao chổi Damocloid Thiên thạch Hành tinh vi hình vệ tinh Vi thể hành tinh Cắt ngang quỹ đạo Sao Thủy Cắt ngang quỹ đạo Sao Kim Thiên thể Troia của Sao Kim Vật thể gần Trái Đất Cắt ngang quỹ đạo Trái Đất Thiên thể Troia của Trái Đất Cắt ngang quỹ đạo Sao Hỏa Thiên thể Troia của Sao Hỏa Vành đai tiểu hành tinh Tiểu hành tinh Ceres Pallas Juno Vesta hoạt động 1000 đầu tiên Cắt ngang quỹ đạo Sao Mộc Thiên thể Troia của Sao Mộc Centaur Cắt ngang quỹ đạo Sao Thổ Cắt ngang quỹ đạo Sao Thiên Vương Thiên thể Troia của Sao Thiên Vương Cắt ngang quỹ đạo Sao Hải Vương Thiên thể bên trong Sao Hải Vương Centaur Thiên thể Troia của Sao Hải Vương Thiên thể bên ngoài Sao Hải Vương Vành đai Kuiper Cubewanos Plutino Sednoid Đĩa phân tán Đám mây Oort Đám mây Hills Hình thành và tiến hóa Bồi tụ Đĩa bồi tụ Đĩa bài tiết Đĩa vòng quanh sao Bụi vũ trụ Đĩa sao Hành tinh bị phá vỡ Nhiệm vụ mang về mẫu vật Giả thuyết vụ va chạm lớn Suy sụp hấp dẫn Đám mây Hills Đám mây liên sao Bụi liên sao Môi trường liên sao Không gian liên sao Vành đai Kuiper Đám mây phân tử Giả thuyết tinh vân Đám mây Oort Không gian ngoài thiên thể Hệ hành tinh Vi thể hành tinh Sự hình thành hành tinh Đĩa tiền hành tinh Vành đai hành tinh Đĩa phân tán Sự hình thành sao
Cổng thông tin Hệ Mặt Trời  Cổng thông tin Thiên văn học  Cổng thông tin Trái Đất Hệ Mặt Trời → Đám mây Liên sao Địa phương → Bong bóng Địa phương → Vành đai Gould → Nhánh Orion → Ngân Hà → Nhóm con Ngân hà → Nhóm Địa phương → Local Sheet → Siêu đám Xử Nữ → Siêu đám Laniakea → Vũ trụ quan sát được → Vũ trụ Mỗi mũi tên (→) có thể được hiểu là "nằm bên trong" hoặc "là một phần của".