土星環(huán)由蜂窩般的太空碎片、巖石和冰組成。主要的土星環(huán)寬度從48公里到30.2萬公里不等，以英文字母的頭7個命名，距離土星從近到遠(yuǎn)的土星環(huán)分別以被發(fā)現(xiàn)的順序命名為D、C、B、A、F、G和E.土星及土星環(huán)在太陽系形成早期已形成,當(dāng)時太陽被宇宙塵埃和氣體所包圍,最后形成了土星和土星環(huán)。
土星的光環(huán)其實可分成幾個不同的部分，最明亮 最寬闊的是 A 環(huán)和B 環(huán)，較暗的是 C 環(huán)。光環(huán)的各部分之間有明顯的裂縫，最大裂縫的是 A 環(huán)和 B 環(huán)間的Cassini 裂縫，它是由 Giovanni Cassini 在 1657 年發(fā)現(xiàn)的。A 環(huán)內(nèi)的 Encke 縫則是由 Johann Encke1837 年發(fā)現(xiàn)的。通過飛船的探測，人們還發(fā)現(xiàn)較寬的光環(huán)其實是由許多狹窄的小環(huán)組成的。
光環(huán)的形成原因還不十分清楚，據(jù)推測可能是由彗星、小行星與較大的土衛(wèi)相撞后產(chǎn)生的碎片組成的。
光環(huán)可能含有大量的水份，構(gòu)成它們的是直徑從幾厘米到幾米的冰塊和雪球。某些光環(huán)，如 F 環(huán)的結(jié)構(gòu)在鄰近的衛(wèi)星引 力拉扯下結(jié)構(gòu)發(fā)生了細(xì)微的變化?？茖W(xué)家在“旅行者”號飛船發(fā)回的一張圖片中發(fā)現(xiàn)，土星寬闊的 B 環(huán)上帶有放射狀的陰影，但在“旅行者”號此后拍攝的其他圖片中卻沒有。據(jù)推測，這一現(xiàn)象可能因為光環(huán)在某些時候帶有靜電，漂浮在宇宙中的塵埃被吸附而造成的。
1610年，意大利天文學(xué)家伽利略觀測到在土星的球狀本體旁有奇怪的附屬物。1659年，荷蘭學(xué)者惠更斯證認(rèn)出這是離開本體的光環(huán)。1675年意大利天文學(xué)家卡西尼，發(fā)現(xiàn)土星光環(huán)中間有一條暗縫，后稱卡西尼環(huán)縫。他還猜測，光環(huán)是由無數(shù)小顆粒構(gòu)成。兩個多世紀(jì)后的分光觀測證實了他的猜測。但在這二百年間，土星環(huán)通常被看做是一個或幾個扁平的固體物質(zhì)盤。直到1856年，英國物理學(xué)家麥克斯韋從理論上論證了土星環(huán)是無數(shù)個小衛(wèi)星在土星赤道面上繞土星旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)系統(tǒng)。
土星環(huán)位于土星的赤道面上。在空間探測以前，從地面觀測得知土星環(huán)有五個，其中包括三個主環(huán)（A環(huán)、B環(huán)、C環(huán)）和兩個暗環(huán)（D環(huán)、E環(huán)）。B環(huán)既寬又亮，它的內(nèi)側(cè)是C環(huán)，外側(cè)是A環(huán)。A環(huán)和B環(huán)之間為寬約5，000公里的卡西尼縫，它是天文學(xué)家卡西尼在1675年發(fā)現(xiàn)的。B環(huán)的內(nèi)半徑 91，500公里，外半徑116，500公里，寬度是25，000公里，可以并排安放兩個地球。A環(huán)的內(nèi)半徑121，500公里，外半徑137，000公里，寬度15，500公里。C環(huán)很暗，它從B環(huán)的內(nèi)邊緣一直延伸到離土星表面只有12，000公里處，寬度約19，000公里。1969年在C環(huán)內(nèi)側(cè)發(fā)現(xiàn)了更暗的D環(huán)，它幾乎觸及土星表面。在A環(huán)外側(cè)還有一個E環(huán)，由非常稀疏的物質(zhì)碎片構(gòu)成，延伸在五、六個土星半徑以外。1979年9月，“先驅(qū)者” 11號探測到兩個新環(huán)——F環(huán)和G環(huán)。F環(huán)很窄，寬度不到800公里，離土星中心的距離為2.33個土星半徑，正好在A環(huán)的外側(cè)。G環(huán)離土星很遠(yuǎn)，展布在離土星中心大約10～15個土星半徑間的廣闊地帶。“先驅(qū)者”11號還測定了A環(huán)、B環(huán)、C環(huán)和卡西尼縫的位置、寬度，其結(jié)果同地面觀測相差不大?！跋闰?qū)者”11號的紫外輝光觀測發(fā)現(xiàn)，在土星的可見環(huán)周圍有巨大的氫云。環(huán)本身是氫云的源。
除了A環(huán)、B環(huán)、C 環(huán)以外的其他環(huán)都很暗弱。土星的赤道面與軌道面的傾角較大，從地球上看，土星呈現(xiàn)出南北方向的擺動，這就造成了土星環(huán)形狀的周期變化。仔細(xì)觀測發(fā)現(xiàn)，土星環(huán)內(nèi)除卡西尼縫以外，還有若干條縫，它們是質(zhì)點密度較小的區(qū)域，但大多不完整且具有暫時性。只有A環(huán)中的恩克縫是永久性的，不過，環(huán)縫也不完整?？茖W(xué)家認(rèn)為這些環(huán)縫都是土星衛(wèi)星的引力共振造成的，猶如木星的巨大引力攝動造成小行星帶中的柯克伍德縫一樣?！跋闰?qū)者”11號在A環(huán)與F環(huán)之間發(fā)現(xiàn)一個新的環(huán)縫，稱為“先驅(qū)者縫”，還測得恩克縫的寬度為876公里。由觀測闡明土星環(huán)的本質(zhì)，要?dú)w功于美國天文學(xué)家基勒，他在1895年從土星環(huán)的反射光的多普勒頻移發(fā)現(xiàn)土星環(huán)不是固體盤，而是以獨(dú)立軌道繞土星旋轉(zhuǎn)的大群質(zhì)點。土星環(huán)掩星并沒有把被掩的星光完全擋住，這也說明土星環(huán)是由分離質(zhì)點構(gòu)成的。1972年從土星環(huán)反射的雷達(dá)回波得知，環(huán)的質(zhì)點是直徑介于4到30厘米之間的冰塊。
探測器傳回的土星照片讓科學(xué)家非常吃驚,在近處所看到的土星環(huán)，竟然是碎石塊和冰塊一大片，使人眼花繚亂，它們的直徑從幾厘米到幾十厘米不等，只有少量的超過1米或者更大。土星周圍的環(huán)平面內(nèi)有數(shù)百條到數(shù)千條環(huán),大小不等,形狀各異。大部分環(huán)是對稱地繞土星轉(zhuǎn)的，也有不對稱的，有完整的、比較完整的、殘缺不全的。環(huán)的形狀有鋸齒形的，有輻射狀的。令科學(xué)家迷惑不解的是，有的環(huán)好像是由幾股細(xì)繩松散的搓成的粗繩一樣，或者說像姑娘們的發(fā)辮那樣相互扭結(jié)在一起。輻射狀的環(huán)更是令科學(xué)家大開了眼界而又傷透了腦筋，組成環(huán)的物質(zhì)就象車輪那樣，步調(diào)整齊的繞著土星轉(zhuǎn)，這樣豈不要求那些離的越遠(yuǎn)的碎石塊和冰塊運(yùn)動的速度越快嗎？這顯然違背了目前已經(jīng)掌握的物質(zhì)運(yùn)動定律。那么，這是一個什么樣的規(guī)律在起作用呢？目前仍在探索中。
