人類在上古時代就已經知道也看到土星了，但卻不知他的環。
最早用望遠鏡觀測到土星環的是伽利略，當時(1610年7月)他覺得土星有兩個耳朵，非常奇怪。
他在寫給托斯卡納大公的信上說到：「土星不是單一的個體，它由三個部份組成，這些部分幾乎都互相接觸著，並且彼此間沒有相對的運動，它們的連線是與黃道平行的，並且中央部份（土星本體）大約是兩側（環的邊緣）的三倍大」。他把土星描述成是有「耳朵」的。
在1612年，土星環不見了，伽利略因此而感到困惑不解。其實以側面朝向地球，因此看起來似乎是消失不見了，在1613年他又再次看見了環，這使伽利略更加困惑。
1655年，惠更斯（Christiaan Huygens，1629－1695）1655年透過望遠鏡發現其實是個環，以及發現土衛六。
1675年，卡西尼（Giovanni Domenico Cassini，1625－1712） 更進一步發現土星環是由許多小環組成，環和環之間有明顯的縫隙，其中最明顯的環縫在不久之後被命名為卡西尼縫。他還發現四個衛星。
在1859年，馬克士威提出土星環不可能是固體的，否則將會因為不穩定而碎裂。
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