در13 دسامبر(23 آبان) ، کاسینی برای دومین باراز کنارتیتان گذشت . این عبوراز 1200 کیلومتری بالای سطح  تیتان انجام گرفت .

تیتان با قطری معادل 5150 کیلومتر، بزرگترین قمرزحل می باشد . این قمر حتی از سیارات   عطارد و پلوتو نیز بزرگتر می باشد. جو تیتان بامجموعه ای از ترکیبات نیتروژن ومتان به رنگ نارنجی مایل به زرد می باشد ولی چگالی ابر در آن کم است . در26 اکتبر(5 آبان) کاسینی برای اولین بار از کنار تیتان گذشت و درطی این عبور سرزمینهای ناهمواری با تعداد کمی شکاف کشف کرد .شایداین کشف به این معنی است که تیتان بایدازنظر زمین شناختی قمرفعالی باشد. تیتان سرد است . دمای سطحی آن 180- درجه سانتیگراد می باشد وبنابراین آب مایع در روی تیتان یافت نمی شود ولی در روی سطح ، هر سه حالت فیزیکی جامد ، مایع و گاز عنصر متان وجود دارد.

کاسینی بارصد کردن ستاره های اسپیکا( ستاره آلفای سنبله ) و لامبدای عقرب از داخل جو تیتان ، توسط طیف نگار ماورأبنفش ( UVIS ) ، به بررسی ترکیبات گازی تیتان پرداخت . این دستگاه حساس می تواند فیلم هایی برای نشان دادن حرکت لایه های جوی در اطراف قمر ، تهیه کند . این عبور از کنارتیتان ، قبل از گذرفضاپیما از داخل حلقه های زحل بود . سپس کاسینی با استفاده از رادار خود شروع به نقشه برداری از سطح تیتان تحت زاویه فاز خورشیدی کوچکی کرد .

 در شامگاه کریسمس ، کاوشگر6/2 متری هویگنس ، از فضاپیمای مادر خود جدا خواهد شد ودر14 ژانویه (25 دی ) وارد جوتیتان می شود . اطلاعات ضبط شده توسط هویگنس ابتدا به کاسینی وسپس از آنجا به زمین ارسال خواهد شد . هویگنس قصد دارد منشأ جومولکولی نیتروژنی تیتان را پیدا کند . سیاره شناسان قصد دارند به این  سئوال پاسخ دهند که « آیا جو تیتان سابقه دیرینه دارد یا پیدایش آن مصادف است با شکسته شدن آمونیاک به نیتروژن و هیدروژن ؟ »  اگرمنشأ نیتروژن قمراز سحابی خورشیدی باشد ، پس نسبت آرگون به نیتروژن باید حفظ شده باشد . به شرط درست بودن چنین فرضی میتوان ادعا کرد که نمونه ای از سحابی اولیه منظومه شمسی را یافته ایم . جو گستئده تیتان ممکن است دارای طوفانهای الکتریکی باشد . یکی دیگر از ماموریت های کاسینی- هویگنس یافتن این طوفانهای احتمالی است .