Sao Thổ có 53 vệ tinh tự nhiên, còn được gọi là mặt trăng, tính đến năm 2014. Nó có chín mặt trăng tạm thời, được định nghĩa là những mặt trăng đang chờ Liên minh Thiên văn Quốc tế xác nhận.
Christiaan Huygens đã phát hiện ra mặt trăng Titan của Sao Thổ vào năm 1655, đây là khám phá đầu tiên được ghi lại về một mặt trăng quay quanh Sao Thổ. Giovanni Domenico Cassini đã phát hiện ra bốn mặt trăng tiếp theo, tìm thấy Iapetus vào năm 1671, Rhea vào năm 1672 và Dione và Tethys vào năm 1684. Titan là mặt trăng lớn nhất trong số các vệ tinh của Sao Thổ và là mặt trăng lớn thứ hai trong Hệ Mặt trời. Bầu khí quyển của nó tương tự như bầu khí quyển của Trái đất thời tiền sử. Nhiều mặt trăng nhỏ hơn của Sao Thổ quay quanh quỹ đạo gần nhau; đôi khi, chúng trao đổi quỹ đạo.