ภารกิจ กัสซีนี–เฮยเคินส์ หรือ คัสซีนี–ฮอยเกนส์ (Cassini–Huygens) เป็นความร่วมมือระหว่างนาซา, องค์การอวกาศยุโรป (ESA) และองค์การอวกาศอิตาลี (ASI) เพื่อส่งยานไปศึกษาดาวเสาร์และระบบดาวเสาร์ อันรวมถึงวงแหวนดาวเสาร์และดาวบริวาร ยานอวกาศหุ่นยนต์ไร้คนบังคับชั้นแฟลกชิปประกอบด้วยยานกัสซีนีของนาซา และส่วนลงจอดเฮยเคินส์ของ ESA ซึ่งจะลงจอดบนไททัน ดาวบริวารใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์ กัสซีนีเป็นยานอวกาศลำที่สี่ที่เยือนดาวเสาร์และเป็นลำแรกที่เข้าสู่วงโคจร ยานนี้ตั้งชื่อตามโจวันนี โดเมนีโก กัสซีนี นักดาราศาสตร์ชาวอิตาลี และคริสตียาน เฮยเคินส์ นักดาราศาสตร์ชาวดัตช์ยานโดยสารไปกับไททัน 4บี/เซ็นทอร์เมื่อวันี่ 15 ตุลาคม 2540 ปฏิบัติภารกิจในอวกาศเป็นเวลากว่า 19 ปี โดยใช้เวลา 13 ปีโคจรรอบดาวเสาร์ แล้วศึกษาดาวเคราะห์และระบบดาวหลังเข้าสู่โคจรเมื่อวันที่ 1 กรกฎาคม 2547 การเดินทางสู่ดาวเสาร์มีการบินผ่านดาวศุกร์ (เมษายน 2541 ถึงกรกฎาคม 2542) โลก (สิงหาคม 2542) ดาวเคราะห์น้อย 2685 มาเซอร์สกี และดาวพฤหัสบดี (ธันวาคม 2543) ภารกิจสิ้นสุดลงในวันที่ 15 กันยายน 2560 เมื่อกัสซีนีได้รับคำสั่งให้บินเข้าชั้นบรรยากาศบนของดาวเสาร์และถูกเผาไหม้เพื่อป้องกันความเสี่ยงการทำให้ดาวบริวารของดาวเสาร์ปนเปื้อนจุลชีพจากโลกที่ติดไปกับยาน ทั้งนี้ ดาวบริวารของดาวเสาร์บางดวงมีสิ่งแวดล้อมที่อาจมีสิ่งมีชีวิตได้ ภารกิจดังกล่าวเป็นที่รู้กันแพร่หลายว่าประสบความสำเร็จเหนือความคาดหมาย ผู้อำนวยการกองวิทยาดาวเคราะห์ของนาซาเรียก กัสซีนี–เฮยเคินส์ ว่าเป็น "ภารกิจแห่งครั้งแรก" ซึ่งปฏิบัติความเข้าใจของมนุษย์เกี่ยวกับระบบดาวเสาร์ ซึ่งรวมทั้งดาวบริวารและวงแหวน และความเข้าใจว่าอาจพบสิ่งมีชีวิตได้ในระบบสุริยะภารกิจดั้งเดิมของกัสซีนีวางแผนไว้กินเวลาสี่ปี ตั้งแต่เดือนมิถุนายน 2547 ถึงพฤษภาคม 2551 ต่อมาภารกิจถูกขยายเวลาไปสองปีถึงเดือนกันยายน 2553 เรียก ภารกิจวิษุวัตกัสซีนี (Cassini Equinox Mission)[7] และขยายเวลาครั้งที่สองและครั้งสุดท้ายด้วย ภารกิจอายันกัสซีนี (Cassini Solstice Mission) ที่กินเวลาต่อมาอีกเจ็ดปีถึงวันที่ 15 กันยายน 2560 16 ประเทศในทวีปยุโรปพร้อมทั้งสหรัฐจัดตั้งทีมซึ่งรับผิดชอบต่อการออกแบบ การก่อสร้าง การบิน และการเก็บข้อมูลจากส่วนโคจรกัสซีนีและยานสำรวจเฮยเคินส์ ภารกิจดังกล่าวบริหารจัดการโดยห้องปฏิบัติการแรงขับเคลื่อนไอพ่นของนาซาในสหรัฐ ที่ซึ่งส่วนบนรนโคจรถูกออกแบบและประกอบ การพัฒนายานสำรวจไททันเฮยเคินส์บริหารจัดการโดยศูนย์วิจัยอวกาศและเทคโนโลยียุโรป อุปกรณ์เครื่องมือสำหรับยานสำรวจดังกล่าวได้รับการจัดหาจากหลายประเทศ องค์การอวกาศอิตาลี (ASI) จัดหาเสาวิทยุกำลังขยายสูงของยานสำรวจกัสซีนี และเรดาร์น้ำหนักเบาและกะทัดรัด ซึ่งทำหน้าที่อเนกประสงค์ทั้งเป็นการถ่ายภาพจากเรดาร์ (synthetic aperture radar) มาตรความสูงเรดาร์และมาตรรังสีกัสซีนีได้รับพลังงานโดยพลูโทเนียม-238 หนัก 32.7 กิโลกรัม[8] โดยเป็นความร้อนจากการสลายกัมมันตรังสีของธาตุนั้นและเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า เฮยเคินส์ได้รับการสนับสนุนโดยกัสซีนีระหว่างการเดินทาง และเมื่อแยกออกมาใช้แบตเตอรีเคมี