تيتان هو أكبر أقمار زحل، ويبلغ قطره نحو 5,150 كيلومترًا. وهذا الرقم هو متوسط قطره، مقيسًا حتى سطحه الصلب. وتيتان ثاني أكبر قمر في المجموعة الشمسية، والقمر الوحيد الذي له غلاف جوي كثيف.
تذكر ناسا أن نصف قطر تيتان 2,575 كيلومترًا، أي إن قطره نحو 5,150 كيلومترًا. ويورد مختبر الدفع النفاث التابع لناسا متوسط نصف قطر قدره 2,574.76 كيلومتر، بزيادة أو نقصان قدره 0.02 كيلومتر.
ونصف القطر هذا مقيس حتى سطح تيتان. ويرتفع غلافه الجوي الضبابي نحو 600 كيلومتر فوق هذا السطح، أي 10 أضعاف ارتفاع الغلاف الجوي للأرض. وكثافة تيتان أقل قليلًا من ضعف كثافة الماء. ويفترض أحد النماذج، المبني على بيانات المركبتين كاسيني وهويغنز، أن له لبًّا صخريًا يبلغ قطره نحو 4,000 كيلومتر، تغطيه طبقات من الجليد والماء المالح.
يتكون الغلاف الجوي لتيتان من نحو 95% نيتروجين و5% ميثان، ولذلك فهو، مثل هواء الأرض، يتكون في معظمه من النيتروجين. وعند السطح يبلغ الضغط نحو مرة ونصف ضغط الهواء على الأرض. وهذا القدر من الضغط يشعر به السباح على عمق نحو 5 أمتار تحت سطح البحر.
في أعالي الغلاف الجوي، يفكك ضوء الشمس والجسيمات سريعة الحركة جزيئات الميثان والنيتروجين. وتتحد الأجزاء الناتجة لتكوّن مواد كيميائية أخرى غنية بالكربون، مشكّلةً ضبابًا دخانيًا برتقاليًا كثيفًا يحجب السطح. ولا تستطيع المركبات الفضائية الرؤية من خلاله إلا بأنواع من الضوء لا تراها عين الإنسان.
تيتان هو العالم الوحيد المعروف، غير الأرض، الذي توجد على سطحه أنهار وبحيرات وبحار. وهي تحتوي على الميثان والإيثان السائلين، لا على الماء. وعند نحو 179 درجة مئوية تحت الصفر يحل جليد الماء محل الصخر. ويهطل الميثان أمطارًا من السحب، ويجري على السطح ثم يتبخر من جديد، في دورة تشبه دورة الماء على الأرض.
ويرجح أن لتيتان أيضًا محيطًا من الماء السائل تحت قشرته الجليدية. وتشير إلى ذلك قياسات الجاذبية التي أجرتها المركبة كاسيني التابعة لناسا. وقد هبط المسبار هويغنز التابع لوكالة الفضاء الأوروبية على سطح تيتان عام 2005، وتشير إشارات لاسلكية سجّلها إلى أن المحيط يقع على عمق يتراوح بين 55 و80 كيلومترًا تحت السطح.
اكتشف عالم الفلك الهولندي كريستيان هويغنز تيتان في 25 مارس 1655. أما مهمة ناسا القادمة إلى تيتان، وهي دراغونفلاي، فهي طائرة مروحية ستطير من مكان إلى آخر فوق السطح. وحتى عام 2026، من المقرر أن تنطلق في موعد لا يسبق يوليو 2028، لمهمة مخطط لها أن تدوم 3.3 سنة على تيتان.