„Cassini“ misijos tikslas buvo ištirti antrą didžiausią Saulės sistemos planetą – Saturną, taip pat jo žiedus ir palydovus. Misijos planavimas prasidėjo daugiau nei prieš 30 metų, o iš Žemės zondas pakilo 1997 metų pabaigoje. Po vingiuoto skrydžio, kurio metu zondas pralėkė šalia Veneros, Žemės ir Jupiterio, Saturną pasiekė 2004 metų liepą. Bendra misijos kaina – beveik 4 milijardai JAV dolerių.
„Cassini“ yra pirmasis zondas, įskriejęs į orbitą aplink Saturną. Anksčiau keli zondai praskrido pro šalį ir padarė keletą nuotraukų, bet tik „Cassini“ ištyrė Saturną ir jo palydovus nuodugniai. Taip pat pirmą kartą nutūpdytas paviršinis zondas ant kūno išorinėje Saulės sistemos dalyje – „Cassini“ gabentas „Huygens“ zondas 2005 metų pradžioje nusileido ant Titano paviršiaus.
Didžiausios „Cassini“ sėkmės – jis nustatė, kad Saturnas turi metų laikus, kad jo žiedai yra nepastovūs, kad planetos palydove Encelade trykšta vandens čiurkšlės panašios į tas, šalia kurių, tikėtina, Žemėje ir atsirado gyvybė.
„Cassini“ surinkti duomenys iki šiol panaudoti jau daugiau nei 4000 mokslinių straipsnių.