●2000年1月23日，第一次拍摄到火星和木星间的小行星
●2000年12月29日，一气拍下27张高清晰度木星照片
●2004年4月中旬，首次拍摄到了土卫六的照片
●2004年6月11日，部分揭开土卫九神秘面纱
●2004年5月26日到27日，观察到了土星最小卫星土卫十五
●2004年6月30日，发现土星的一天比上次探测结果大约长6分钟
美国航空航天局宣布，“卡西尼”号土星探测器已于美国东部时间2004年7月1日零时12分（北京时间12时12分）按计划顺利进入土星轨道，成为首个绕土星飞行的人造飞船。“卡西尼”号拍摄的首批土星照片将于美国东部时间7月1日8点（北京时间20点）左右传回地球。
在历经7年时间、长途跋涉约35亿公里、穿越间隔24000公里的土星―F光环和土星―G光环后，“卡西尼”号终于进入了土星轨道。一路飞来，“卡西尼”号作为来自地球的科技使者，在其漫漫征程上发现了许多宇宙的奥秘。
首次拍摄到火星和木星间的小行星
2000年1月23日，“卡西尼”号掠过处于火星和木星间小行星带中的小行星2685。该地带内有超过百万颗小行星，虽然科学家还不大清楚这些小行星的来源，不过，科学家相信，研究这些小行星对了解太阳系的最初情况很有帮助。这是科学家第一次拍摄到小行星地带的小行星照片。科学家正研究太空船收集回来的资料，以了解这个小行星的组成物质。
一气拍下27张高清晰度木星照片
2000年12月29日，“卡西尼”号与木星相距约1000万公里，接近飞船轨道与太阳系中这颗质量最大的行星间的最近距离。“卡西尼”号上的窄角相机抓紧机会，一气拍下27张高清晰度木星照片。
研究人员最终在此基础上合成出一张华丽彩照，这也是迄今最为详尽的木星“全身彩照”，它几乎集中了木星狂暴大气层所能表现出的所有复杂特征。
首次拍到土卫六照片
2004年4月中旬，“卡西尼”号首次拍摄到了土卫六的照片，当时“卡西尼”号距土卫六约4000万公里。由于土卫六上甲烷云层的干扰，我们难以看清楚这颗卫星的真面目。预计今天，当“卡西尼”号在距离土卫六南极35万公里的高空飞过时，它将拍摄到更加清晰的照片。
土卫六的体积几乎与水星的体积相当，其直径为5100公里。专家们认为，土卫六表面有一片所谓的明亮“大陆”，但目前还不知道它是如何形成的。这片“大陆”有可能是山脉、海洋、平原，也可能是上述三者的结合，还可能被碳氢化合物组成的湖泊所覆盖。科学家认为，土卫六上面可能正在进行着各种各样有机化学反应。
部分揭开土卫九神秘面纱
2004年6月11日，“卡西尼”号掠过土卫九，部分揭开了这颗卫星的神秘面纱。在土星目前已探明的31颗卫星中，土卫九是唯一一个逆向绕土星旋转的卫星，除此而外，它的表面也比其他卫星暗淡，但却存在着水。飞船上诸多仪器的观测结果显示，土卫九可能是一个拥有40多亿年历史、产生于太阳系外围的原始天体。美国科学家认为，土卫九很可能是由冰、岩石和含碳化合物等组成的混合体，构成这颗卫星的物质在很多方面与冥王星以及海王星的卫星海卫一类似，属于“柯伊伯”天体。“柯伊伯带”指的是海王星之外太阳系边缘的一个带状区域，里面有大量主要由冰组成的天体，分布区域与冥王星公转轨道区域部分重叠。“卡西尼”号对土卫九的观测，是迄今对与“柯伊伯带”天体类似的太阳系外围“居民”进行的首次分析。
观察到土星最小卫星土卫十五
2004年5月26日到27日，“卡西尼”号太空船在土星F光环下方距离土星大约1920万公里处，观察到了土星最小卫星土卫十五，这是人类自1980年后第一次观察到这颗卫星。为了搜寻土星F光环附近的小卫星，“卡西尼”号的窄角照相机一共拍摄到112张照片，将这些照片剪接在一起，就得到了土卫十五和其他卫星在土星光环外层快速运行的影像。图片中，在土星光环的右侧有3个卫星，其中两个是土卫十一和土卫十六，最内侧的一颗就是土卫十五。
发现土星的一天长了6分钟
2004年6月30日，美国航空航天局表示，根据“卡西尼”号2003年4月29日到2004年6月10日期间收集到的土星无线电信号，科学家们最新测出的土星自转周期为10小时45分45秒，误差范围36秒。这与1980年和1981年美国“旅行者”1号和2号飞船测得的结果相比，大约长了6分钟。
尽管在如此漫长的宇宙飞行中，“卡西尼”号探测器并未遇到太大的问题，但最后的这几百万公里，仍让位于加州喷气推进实验室的地面操控人员感到心惊肉跳。历时96分钟的变轨过程中，如果控制不好，就有可能使探测器掉落到土星表面上，或飞出土星轨道。当地面操控人员确定探测器已成功地进入轨道时，控制室内爆发出一片欢呼。
“卡西尼”号计划绕行土星76圈，并于第一圈中达到距土星最近点―――距土星最外层大约19980公里，这标志着为期4年的探测土星工作的开始。“卡西尼”号探测器将研究土星的构成、土星光环及磁场；研究土星卫星―――土卫六表面是否由海洋覆盖，土卫六上是否存在有机物。专家认为，“卡西尼”号的未来工作将有助于人类揭开太阳系以及生命形成的秘密。