土星的大气主要由氢、氦以及甲烷等气体构成，其中还漂浮着由密集氨晶体形成的云层。这些云层形成与木星类似的条纹状，颜色以金黄为主，兼有橘黄、淡黄等，且条纹比木星的更为规则。土星表面如同木星，呈现流体状态，赤道区域的气流速度可高达每秒500米，超过木星风速。

土星的极地区域显现出与众不同的绿色，这是其表面最暗的部分，云顶温度低至-170℃，远低于木星的-120℃，而表面平均温度约为-140℃。土星上曾观测到显著的白斑现象，例如1933年发现的一块位于赤道、形状如蛋、长度达土星直径五分之一的白斑，该现象后续扩展，几近覆盖整个星球表面。

土星因低温及高逃逸速度得以保存形成之初的氢、氦气体，成为研究太阳系早期成分及太阳演化的重要对象。其化学组成虽与木星相似，但氢含量略低，甲烷含量更高，氨含量则较低。1973年，“先驱者”11号探测器揭示了土星拥有一个由电离氢构成的广阔电离层，顶层温度可达到977℃，并且在极区观测到了极光现象。

关于土星的形成，理论认为初始阶段为土质和冰质物质的聚集，随后气体积累。土星中心有一个直径约20,000公里的岩石核心，约占其总质量的10%-20%，核心外被5,000公里厚的冰壳包裹，随后是8,000公里厚的金属氢层，最外层则是广阔的分子氢层。

土星环境恶劣，不具备人类生存条件。其大气主要由人类无法直接呼吸的氢、氦组成，且气流强劲。土星极地的绿色并非植被所致，进一步证明了该行星不适合人类居住。