مأموریت کاسینی-هویگنس در بیست و یکم آوریل ۱۹۹۸ پرواز نزدیکی خود به سیاره زهره را آغاز کرد. طبق برنامه‌ریزی‌های پیشین، فضاپیما در ارتفاع دویست و هشتاد و چهار کیلوم‌تری از سطح زهره عبور نمود.
به دلیل فاصله‌ی یکصد و سی و شش می‌لیون کیلوم‌تری زهره از زمین، رسیدن سیگنال‌های رادیویی به کنترل م هفت دقیقه زمان می‌برد.
کشش گرانشی زهره به فضاپیما سرعتی حدود هفت کیلوم‌تر بر ثانیه بخشید که به کاسینی-هویگنس کمک کرد تا در ژوئیه ۲۰۰۴ به زحل برسد.
پس از خروج از محدوده زهره، سفینه با سرعتی بیش از صد و چهل و یک هزار کیلوم‌تر در ساعت نسبت به خورشید حرکت می‌کرد.
استفاده از گرانش سیارات برای افزایش سرعت
کاسینی-هویگنس سه پرواز گرانشی دیگر را نیز انجام داد یک‌بار مجدد با زهره در ژوئن ۱۹۹۹، با زمین در آگوست ۱۹۹۹ و با مشتری در دسامبر ۲۰۰۰.
همه این پرواز‌های نزدیک از نیروی گرانشی سیارات مقصد بهره بردند تا سرعت لازم برای رسیدن به زحل را فراهم آورند.
ابزار‌های علمی روی فضاپیما در طول عبور از زهره به‌دنبال رصد صاعقه در جو سیاره بودند و رادار سفینه برای تست سیگنال‌های برگشتی از سطح فعال شد.
دستاورد‌های علمی مأموریت کاسینی-هویگنس
فرود هویگنس بر قمر تیتان، اولین فرود موفق بر روی قمری دورافتاده محسوب می‌شود.
هویگنس با کشف باران، رودخانه و دریا‌های تیتان، شباهت‌های این قمر به زمین را تأیید کرد. کاسینی نیز حجم عظیمی از اطلاعات درباره حلقه‌های زحل و قمر‌های آن گردآوری نمود.
بر اساس این داده‌ها، حلقه‌های زحل فعال و پویا هستند و سازه‌های عمودی در آن‌ها وجود دارد.
همچنین قمر انسلادوس توده‌های یخی فعال و اقیانوسی در زیر سطح خود پنهان کرده است. کاسینی از سال ۲۰۱۰ تا ۲۰۱۱ طوفان‌های بزرگ شمالی زحل را بررسی کرد و وجود گردباد‌های غول‌پیکر در دو قطب سیاره را تایید نمود.
در پانزدهم سپتامبر ۲۰۱۷، کاوشگر کاسینی به تصمیم ناسا به درون اتمسفر زحل سقوط کرد و بخشی از سیاره‌ای شد که بیش از یک دهه تحت مطالعه قرار داشت.
