Верхние слои атмосферы Сатурна состоят на 93 % из водорода (по объёму) и на 7 % — из гелия (по сравнению с 18 % в атмосфере Юпитера). Имеются примеси метана, водяного пара, аммиака и некоторых других газов. Аммиачные облака в верхней части атмосферы мощнее юпитерианских.

Ветра на Сатурне

По данным космических аппаратов «Вояджеров», на Сатурне дуют сильные ветра, аппараты зарегистрировали скорости воздушных потоков 500 м/с. Ветра дуют, в основном, в восточном направлении (по направлению осевого вращения). Их сила ослабевает при удалении от экватора; при удалении от экватора появляются также и западные атмосферные течения.

Ряд данных указывают, что ветры не ограничены слоем верхних облаков, они должны распространяться внутрь, по крайней мере, на 2 тыс. км. Кроме того, измерения «Вояджера-2» показали, что ветра в южном и северном полушариях симметричны относительно экватора.

Есть предположение, что симметричные потоки как-то связаны под слоем видимой атмосферы.

Ураганы на Сатурне

В атмосфере Сатурна иногда появляются устойчивые образования, представляющие собой сверхмощные ураганы на планете. Аналогичные объекты наблюдаются и на других газовых планетах Солнечной системы (Большое красное пятно на Юпитере, Большое тёмное пятно на Нептуне).

Гигантский «Большой белый овал» появляется на Сатурне примерно один раз в 30 лет, в последний раз он наблюдался в 1990 году (менее крупные ураганы образуются чаще).

Гексагон на Сатурне

Не до конца понятным на сегодняшний день остаётся такой атмосферный феномен планеты, как гигантский Гексагон на Сатурне.

Он представляет собой устойчивое образование в виде правильного шестиугольника с поперечником 25 тыс. километров, которое окружает северный полюс Сатурна.

Полярные сияния на Сатурне

В атмосфере обнаружены мощные грозы на Сатурне, ультрафиолетовое излучение водорода и полярные сияния на Сатурне.

В частности, 5 августа 2005 известный космический аппарат Кассини зафиксировал радиоволны, вызванные мощной молнией на планете.