La mission Cassini-Huygens est une mission spatiale automatique réalisée en collaboration par le Jet Propulsion Laboratory (JPL pour la NASA), l'Agence spatiale européenne (ESA) et l'Agence spatiale italienne (ASI). Son objectif est l'étude de la planète Saturne et de certains de ses satellites, dont Titan.
La sonde spatiale Cassini-Huygens, composée de la sonde Cassini et du module Huygens, s'est placée en orbite autour de Saturne en 2004. Huygens a atterri sur Titan en 2005.
Le nom de la mission fait référence à Giovanni Domenico Cassini, astronome italien du XVIIe siècle qui a découvert plusieurs anneaux de Saturne, et à Christian Huygens, astronome néerlandais du même siècle, qui a découvert Titan.