1610 yılında Galileo, yeni yaptığı teleskobu Satürn'e çevirdiğinde tuhaf bir görüntüyle karşılaştı. Gezegenin iki yanında, sanki kulakları varmış gibi görünen iki çıkıntı vardı. Galileo, bunların Satürn'ün iki büyük uydusu olabileceğini düşündü. Ancak birkaç yıl sonra bu çıkıntılar tamamen kayboldu. Şaşkına dönen Galileo, mitolojide çocuklarını yutan Satürn'e atıfla, gezegenin kendi çocuklarını mı yuttuğunu merak etti. Bu gizemin çözümü, daha güçlü teleskopların yapılmasını bekleyecekti.

1655 yılında Hollandalı bilim insanı Christiaan Huygens, daha gelişmiş bir teleskopla yaptığı gözlemler sonucunda Satürn'ün çevresinde ince ve düz bir halka bulunduğunu öne sürdü. Bu halka gezegene hiçbir yerde değmiyordu. Galileo'nun gördüğü çıkıntılar, bu halkanın kenarlarıydı. Halkaların zaman zaman kaybolmasının nedeni ise Satürn'ün Güneş çevresindeki yörüngesi sırasında halkaların bize göre konumunun değişmesiydi. Halkalar tam kenardan görüldüğünde, son derece ince oldukları için neredeyse görünmez hâle gelir. Bu durum, yaklaşık on beş yılda bir yaşanır.

Uzun süre halkaların katı bir disk mi, sıvı mı yoksa ayrı parçacıklardan mı oluştuğu tartışıldı. On dokuzuncu yüzyılda İskoç fizikçi James Clerk Maxwell, bu soruyu matematiksel olarak inceledi. Maxwell, katı bir halkanın Satürn'ün güçlü kütle çekimi altında parçalanacağını, sıvı bir halkanın ise kararlı kalamayacağını gösterdi. Ona göre halkalar, Satürn'ün çevresinde her biri kendi yörüngesinde dönen sayısız küçük parçacıktan oluşmalıydı. Maxwell'in bu öngörüsü, sonraki yıllarda yapılan gözlemlerle doğrulandı.

Bugün halkaların büyük ölçüde su buzundan oluştuğu bilinmektedir. Halkalardaki parçacıklar, toz tanesi büyüklüğünden bir evin büyüklüğüne kadar değişen boyutlardadır. Halkalar, Satürn'ün çevresinde yüz binlerce kilometrelik bir genişliğe yayılır. Buna karşın kalınlıkları çoğu bölgede yalnızca birkaç on metredir. Bu oranı anlamak için halkaları bir futbol sahası büyüklüğüne küçültülmüş olarak düşünürsek, kalınlıklarının bir kâğıt yaprağından çok daha ince olacağını söyleyebiliriz. Halkaların parlaklığı, buzun güneş ışığını güçlü biçimde yansıtmasından kaynaklanır.

Uzay araçlarının yakından çektiği görüntüler, halkaların sanıldığından çok daha karmaşık bir yapıya sahip olduğunu ortaya koydu. Dünya'dan bakıldığında birkaç geniş halka gibi görünen yapı, aslında binlerce ince halkacıktan oluşur. Halkalar arasında boşluklar, dalgalanmalar ve sarmal desenler bulunur. Bu yapıların önemli bir kısmı, Satürn'ün uydularının kütle çekimi etkisiyle oluşur. Bazı küçük uydular, halkaların arasında dolaşarak boşluklar açar ya da dar halkaları belirli sınırlar içinde tutar. Bu uydulara, bir sürüyü bir arada tutan köpeklere benzetilerek çoban uydular adı verilir.

Halkaların nasıl oluştuğu, hâlâ tartışma konusudur. Bir görüşe göre halkalar, Satürn'e çok yaklaşan bir uydunun ya da kuyruklu yıldızın gezegenin güçlü kütle çekimi tarafından parçalanmasıyla oluşmuştur. Bir gezegene belirli bir mesafeden daha fazla yaklaşan cisimler, kütle çekiminin cismin bir yüzünü diğer yüzünden daha güçlü çekmesi nedeniyle parçalanabilir. Bir başka görüşe göre ise halkalar, Satürn'ün oluşumundan arta kalan ve hiçbir zaman bir uyduya dönüşemeyen maddelerden oluşmuştur.

Halkaların yaşı da ilgi çekici bir sorudur. Bir uzay aracının yakın zamanda yaptığı ölçümler, halkaların şaşırtıcı biçimde temiz ve parlak olduğunu gösterdi. Uzaydaki toz zamanla halkaların üzerine birikerek onları karartmalıydı. Halkaların bu kadar temiz olması, bazı bilim insanlarına göre onların görece genç olduğuna, belki de dinozorların Dünya'da yaşadığı dönemde oluştuğuna işaret eder. Ancak diğer bilim insanları, halkaların temizliğini koruyan başka süreçlerin bulunabileceğini ve halkaların Güneş Sistemi kadar yaşlı olabileceğini savunmaktadır.

Satürn'ün halkaları sonsuza kadar var olmayacak. Ölçümler, halkalardaki buz parçacıklarının yavaş yavaş Satürn'ün atmosferine düştüğünü göstermektedir. Bazı tahminlere göre halkalar, yüz milyonlarca yıl içinde büyük ölçüde yok olabilir. Bu da halkalı Satürn'ü görebildiğimiz bir dönemde yaşadığımız için şanslı olduğumuz anlamına gelebilir.

Halkalar yalnızca Satürn'e özgü değildir. Jüpiter, Uranüs ve Neptün'ün de halkaları vardır; ancak bunlar çok daha sönük ve incedir ve ancak uzay araçları ve gelişmiş teleskoplar sayesinde keşfedilebilmiştir. Satürn'ün halkalarını bu kadar görkemli kılan, onların büyüklüğü ve buzdan oluşan parlak yapısıdır. Galileo'nun kulaklar olarak gördüğü bu yapı, bugün Güneş Sistemi'nin en etkileyici manzaralarından biri olarak kabul edilmektedir.