Η πυκνότητα του Τιτάνα δείχνει ότι είναι πετρώδης κατά το ήμισυ (ο πυρήνας) ενώ το υπόλοιπο (ο μανδύας και ο φλοιός) αποτελούνται από νερό και ένα επίχρισμα υδρογονανθράκων. Μοντέλα προσομοίωσης προβλέπουν ότι τα ανώτερα 50 χλμ. πάγου είναι αρκετά ζεστά και μαλακά ώστε να επιτρέπουν τη μεταφορά θερμότητας με συναγωγή. Από κάτω βρίσκεται ωκεανός νερού - αμμωνίας βάθους εκατοντάδων χιλιομέτρων, που ίσως είναι ικανός να υποστηρίξει την εμφάνιση και συντήρηση ζωής

Σήμερα, πέντε χρόνια μετά, οι ερευνητές είχαν όλο το χρόνο να μελετήσουν τα ευρήματα της διαστημοσυσκευής καθόδου, όσο και του μητρικού οχήματος που τη μετέφερε, του Κασσίνι, που έχει ήδη κάνει 60 περιφορές σε τροχιά γύρω από τον Τιτάνα. Πρόκειται για δορυφόρο με μέγεθος μεγαλύτερο από του πλανήτη Ερμή, γεωλογικό δυναμισμό εντονότερο από του Αρη και ατμόσφαιρα παχύτερη από της Γης. Κάλλιστα, θα μπορούσε να ήταν πλανήτης. Πληθώρα γεωλογικών διεργασιών διαμορφώνουν την επιφάνειά του. Μεγάλο μέρος της καλύπτεται από άμμο υδρογονανθράκων (αντί χαλαζία όπως στη Γη), ενώ κοντά στους πόλους υπάρχουν λίμνες υγρού μεθανίου όλων των μεγεθών, με τη μεγαλύτερη, τη θάλασσα Κράκεν, να έχει μέγεθος ανάλογο με της Κασπίας θάλασσας. Στα μεσαία γεωγραφικά πλάτη κυριαρχεί το διαβρωμένο έδαφος, όλο ρωγμές και χαρακιές, ένδειξη ύπαρξης ρέοντος υγρού.

Οι μέρες είναι πάντα σκοτεινές και θυελλώδεις στον Τιτάνα. Η αχλή και τα σύννεφα σχεδόν πάντοτε κρύβουν τον ουρανό και τον Κρόνο που κυριαρχεί σ' αυτόν. Στο βάθος του ορίζοντα αυτής της καλλιτεχνικής απεικόνισης η βροχή μεθανίου πέφτει καταρρακτωδώς

Το μεθάνιο υπόκειται σε ένα βραχυχρόνιο κύκλο (μαύρο) ανάλογο με τον κύκλο του νερού στη Γη. Στο γεωλογικό χρόνο (πολύ μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα) υπάρχει και μια περιστασιακή μονόδρομη ροή μεθανίου, από δεξαμενές στο εσωτερικό του φλοιού προς την ανώτερη ατμόσφαιρα, όπου η ηλιακή ακτινοβολία το μετατρέπει σε αιθάνιο και βαρύτερους υδρογονάνθρακες, σχηματίζοντας και την αχλή. Τα σωματίδια τελικά πέφτουν στην επιφάνεια όπως οι ελαφρές νιφάδες χιονιού στη Γη.

Η ατμόσφαιρα του Τιτάνα, όπως και της Γης, έχει τροπόσφαιρα (κατώτερο δυναμικό στρώμα στο οποίο διαμορφώνεται ο καιρός) και στρατόσφαιρα (σταθερό στρώμα που θερμαίνεται από την υπεριώδη ηλιακή ακτινοβολία). Αυτά, όπως και τα υπόλοιπα (ανώτερα) στρώματα, οριοθετούνται από τη μεταβολή της θερμοκρασίας σε συνάρτηση με το ύψος. Η ατμόσφαιρα του Τιτάνα είναι 200 βαθμούς πιο κρύα από της Γης και επειδή ο δορυφόρος του Κρόνου έχει μικρότερη βαρύτητα η ατμόσφαιρά του είναι πιο απλωμένη. Πολλαπλά στρώματα αχλής αποτελούνται από σωματίδια υδρογονανθράκων, μοιάζουν με τη γήινη αιθαλομίχλη και παίζουν στον Τιτάνα τον ίδιο ρόλο που παίζει το όζον στη Γη.