土卫六一半是水冰一半是固体材料。

在多个不同结晶状冰层的3400米下有一个固体核心。

核心内部应该仍然炽热。

虽然土卫五以及其他的土星卫星也类似，但土卫六的核心密度更大，这是因为它体积巨大造成重力压缩其内部造成的。

土卫六是已知拥有真正大气层的卫星，其他的卫星最多只是拥有示踪气体。

土卫六表面浓密的云层遮盖住了它的表面地貌，使得人类很难发现泰坦的存在，知道人类向土卫六派出了科考船。

土卫六表面是固态或液体乙烷。

从地球的雷达测量发现那里没有大范围的乙烷海洋，但是存在小的乙烷湖。

土卫六大气的98.44%是氮气，是太阳系中唯一除了地球外的富氮星体，那里还有大量不同种类的碳氢化合物残余（包括甲烷、乙烷、丁二炔、丙炔、丙炔腈、乙炔、丙烷，以及二氧化碳、氰、氰化氢和氦气）。

这些碳氢化合物被认为来自于土卫六上层大气中的甲烷。

当甲烷因为太阳辐射而发生反应就会产生浓密的桔红色烟云。土卫六表面那像是被涂上了一层柏油的有机物沉淀叫做tholin。

土卫六没有磁场保护，所以当它有时运行在土星的磁气层外时，便直接暴露在太阳风之下。

这导致大气电离并在大气上层释放出一些分子。

在接近表面时，土卫六的温度大约是94K(-179.15℃)。

水冰在这种温度下会升华，所以大气中会有少量的水蒸气存在.土卫六表面除了覆盖全球的迷雾之外也有各种不同的云。

物理学家们通过分析“惠更斯”探测器对土卫六的特殊观测数据，明确地证实土卫六大气层中存在着雷电风暴等自然电活跃性活动。