土星环由蜂窝般的太空碎片、岩石和冰组成。主要的土星环宽度从48公里到30.2万公里不等，以英文字母的头七个命名，距离土星从近到远的土星环分别以被发现的顺序命名为D、C、B、A、F、G和E。土星及土星环在太阳系形成早期已形成，当时太阳被宇宙尘埃和气体所包围，最后形成了土星和土星环。
从另一个角度来看，土星反而独具丰姿。伽利略第一次透过他原始的望远镜观察土星时，发现它的形状有点奇怪，好像在其球体的两侧还有两个小球。他继续观察，发现那两个小球渐渐变得很难看见，到1612年年底时，终于同时消失不见了。
其他天文学家也报告过土星的这种奇怪现象。但直到1656年，惠更斯才提出了正确的解释。他宣称，土星外围环绕着一圈又亮又薄的光环，光环与土星不接触。
土星的自转轴和地球一样，也是倾斜的，土星的轴倾角是26.73°地球则是23.45°。由于土星的光环和赤道是在同一平面上，所以它是对着太阳（也对着我们）倾斜的。当土星运行到其轨道的一端时，我们可由上往下看见光环近的一面，而远的一面仍被遮住。当土星在轨道的另一端时，我们就可由下往上看到光环近的一面，而远的一面依然被遮住。土星从轨道的这一侧转到另一侧需要十四年多一点。在这段时间内，光环也逐渐由最下方移向最上方。行至半路时，光环恰好移动到中间位置，这时我们观察到光环两面的边缘连接在一起，状如“一条线”。随后，土星继续运行，沿着另一半轨道绕回原来的起点，这时光环又逐渐地由最上方向最下方移动移到正中间时，我们又看见其边缘连接在一起。因为土星环非常薄，所以当光环状如“一条线”时就好像消失了一样。1612年年底伽利略看到的正是这种情景。据说由于懊恼，他没有再观察过土星。
土星环位于土星的赤道面上。在空间探测以前，从地面观测得知土星环有五个，其中包括三个主环（A环、B环、C环）和两个暗环（D环、E环）。B环既觉又亮’它的内侧是C环，外侧是A环。A环和B环之间为宽约5000公里的卡西尼缝，它是天文学家卡西尼在1675年发现的。
1826年，德国血统的俄国天文学家斯特鲁维把外面的环命名为A环，把里面的环命名为B环。1850年，美国天文学家WC.邦德宣称，还有一个比B环更靠近土星的暗淡光环。这个暗淡光环就是C环，C环与B环之间并没有明显的分界。
在太阳系的任何地方都没有像土星环那样的东西，或者说，用任何仪器我们也看不到任何地方有像土星环那样的光环。诚然，我们现在知道，围绕着木星有一个稀薄的物质光环，且任何像木星和土星这样的气体巨行星都可能有一个由靠近它们的岩屑构成的光环。然而，如果以木星的光环为标准，这些光环都是可怜而微不足道的，而土星的环系却是壮丽动人的。从地球上看，从土星环系的一端到另一端，延伸269，700公里（167，600英里），相当于地球宽度的二十一倍，实际上几乎是木星宽度的两倍。
土星环到底是什么呢？JD卡西尼认为它们像铁圈一样是平滑的实心环。
可是，1785年拉普拉斯指出，因为环的各部分到土星中心的距离不同，所以受土星引力场吸引的程度也会不同。这种引力吸引的差异（即我前面提过的潮汐效应）会将环拉开。拉普拉斯认为，光环是由一系列的薄环排在一起组成的它们排列得如此紧密，以致从地球的距离看去就如同实心的一样。
可是，1855年，麦克斯韦提出，即使这种说法也未尽圆满。光环受潮汐效应而不碎裂的唯一原因，是因为光环是由无数比较小的陨星粒子组成的，这些粒子在土星周围的分布方式，使得从地球的距离看去给人以实心环的印象。麦克斯韦的这一假说是正确的，现在已无人提出疑义。
法国天文学家洛希用另一种方法研究潮汐效应。他证明，任何坚固的天体在接近另一个比它大得多的天体的时候，都会受到强大的潮汐力作用而最终被扯成碎片。这个较小的天体会被扯碎的距离称为洛希极限，通常是大天体赤道半径的2.44倍。
这样，土星的洛希极限就是2.44乘以它的赤道半径60，000公里，即146，400公里，A环的最外边缘至土星中心的距离是136，500公里（84800英里），因此整个环系都处在洛希极限以内。（木星环也同样处在洛希极限以内。）很明显，土星环是一些永远也不能聚结成一颗卫星的岩屑（超过洛希极限的岩屑会聚结成卫星——而且显然确实如此），或者是一颗卫星因某种原因过分靠近土星而被扯碎后留下的岩屑。无论是哪一种情况，它们都是余留的一些小天体。据估计，如果将土星环所有的物质聚合成一个天体，结果将会是一个比我们的月亮稍大的圆球。
木星环
随着行星际空间探测器的发射，不断揭示出太阳系天体中许多前所未知的事实，木星环的发现就是其中的一个。早在1974年“先锋11号”探测器访问木星时，就曾在离木星约13万公里处观测到高能带电粒子的吸收特征。
两年后有人提出这一现象可用木星存在尘埃环来说明。可惜当时无人作进一步的定量研究以推测这一假设环的物理性质。1977年8月20曰和9月5日美国先后发射了“旅行者1号”和“旅行者2号”空间探测器。经过一年半的长途跋涉，“旅行者1号”穿过木星赤道面，这时它所携带的窄角照相机在离木星120万公里的地方拍到了亮度十分暗弱的木星环的照片。同年7月，后期到达的“旅行者2号”又获得了有关木星环的更多的信息。
根据对空间飞船所拍得照片的研究，现已知道木星环系主要由亮环、暗环和晕三部分组成。环的厚度不超过30公里。亮环离木星中心约13万公里，宽6000公里。暗环在亮环的内侧，宽可达50000公里，其内边缘几乎同木星大气层相接。亮环的不透明度很低，其环粒只能截收通过阳光的万分之一左右。靠近亮环的外缘有一宽约700公里的亮带，它比环的其余部分约亮10%暗环的亮度只及亮度环的几分之一。晕的延伸范围可达环面上下各一万公里，它在暗环两旁延伸到最远点，外边界则比亮环略远。据推算，环粒的大小约为两微米，真可算是微粒。这种微米量级的微粒因辐射压力、微陨星撞击等原因寿命大大短于太阳系寿命。为了证实木星环是一种相对稳定结构这一说法，人们提出了维持这种小尘埃粒子数量的动态稳定的几种可能的环粒补充源。
海王星环
由于拥有环的三颗行星——土星、木星和天王星都属于类木行星，因而人们很自然会去猜想第四个类木行星——海王星是否也存在环。
.美国杂志《空间与望远镜》1978年4月曾报道，1846年10月10日就有人在60厘米反射望远镜中用肉眼看到过海王星环，并在次年为剑桥大学天文台台长查里斯所证实，后者甚至得出环半径为海王星半径1.5倍的结论。但因后人在寻找海王星卫星的多次观测中均未发现环，这件事就渐渐被人淡忘了。
上世纪80年代在发现天王星环的鼓励下，不少人试图通过海王星掩星事件来发现环，但对几次掩星观测结果的解释却是众说纷纭。有人报道发现了环，有人则说不存在环。对报道发现环的观测结果也有人认为可用其他原因来解释而否定环的存在。总之，海王星是否有环一时成了悬案。
1989年8月，“旅行者2号”探测器终于使这一悬案有了解答。当它飞近海王星时，发现海王星周围有三个光环隐藏在尘面下，而且外光环很不一般，呈明显弧状，沿弧有紧密积聚的物质。但有关海王星环系的具体情况至今仍不太清楚，还需要人们更多地探测和研究。
天王星环
由于相对运动的关系，远方恒星有时会移动到太阳系天体如月亮、行星或小行星的正后方，这种现象称为掩星。掩星发生时，如果近距离天体没有大气星光便立即消失。如果天体外围有大气，则星光在完全消失前会有一个略被减弱的过程。各类掩星发生的时刻可以通过理论计算且非常准确地作出预报。
1977年3月10日曾发现一次天王星掩星的罕见天象，被掩的是一颗暗星。中国、美国、澳大利亚等国的天文学家都对此进行了观测。意想不到的奇怪事情发生了，小星在预报被掩时刻前35分钟出现了“闪烁”，也就是星光减弱又迅即复亮。这种闪烁一连出现了好几次。当这颗星经天王星背后复现，或者说掩星过程结束后，闪烁现象又重复出现。以后，经过对观测结果的仔细研究，发现闪烁是因天王星环的存在而造成的。这是继1930年发现冥王星后本世纪太阳系内的又一重大发现。由于天王星环非常暗弱，过去即使在大望远镜中也从〔未直接观测到过。1978年，美国用五米口径望远镜才在波长2.2微米的红外波段首次拍摄到天王星环的照片。
在随后的几年，天文学家共辨认出九条光环。这些环都很窄，一般不足10千米，其中一条最宽的环叫s环，约100千米。这些环都很暗，即使用世界上1最大的天文望远镜也不能直接看到，因此虽然它们在本质上和土星光环并无区别，但天文学家却只称它们“环”，而不称它们“光环”。
1986年1月24日，“旅行者2号”在探测天王星时不但证实了这些环的存在，还发现了两条新环，使目前我们所知的王天星环达到十一条。这些环大多是圆的，环与环相距较远。只有e环较为特殊，是楠圆环。这些环有的呈深蓝色，有的偏红。环中的物质大部分是微小的尘埃，间或也有拳头、西瓜大小的石块，偶尔还有卡车那么大的岩石，中间夹杂着一些冰屑。
太阳系会有第十大行星吗？
人们总是对发现新天体持欢迎的态度，尤其是发现太阳系的行星。问题是想当太阳系的行星也要有个标准。君不见冥王星不就被开除出九大行星之列了吗？但只要能发现又符合条件的星体，就是有二十大行星也不嫌多，何况是十个。
据2005年7月30日美国宇航局太空网报道，天文学家在我们所在的太阳系里新发现了一颗星体，它比冥王星还要大，并把它称为第十大行星（天文学中称之为“x星”），可是这一声明立即在天文界引起广泛争论。这颗新星的大小不是问题，但如何准确地给行星下定义却成了问题。
自从75年前发现了冥王星后，这是首次在我们所处的太阳系中发现如大的星体。美国加利福尼亚理工学院的迈克布朗在29日傍晚宣布发现了这个比冥王星大的星体，巧合的是，仅仅几个小时前另有一个比冥王星稍小的新天体也被发现，这真是让天文学家和媒体目不暇接的一天。
最新发现的天体被临时命名为“2003UB313”，它与太阳的距离是冥王星与太阳的距离的三倍，也就是大约97个天文单位（1个天文单位指的是太阳与地球之间的距离。）它也是迄今为止我们所知道的太阳系中最远的星体，是“柯依伯星带”里亮度占第三位的星体。它比冥王星表面的温度低，是一个非常不适合居住的地方。
行星天文学教授布朗说：“这个新星体明显比冥王星要大。”布朗在29日傍晚美国宇航局主持召开的紧急远程电信会议上对记者们说，这个星体呈圆形，最大可能是冥王星的两倍。他估计新发现的这颗星星的直径估计有2100英里是冥王星的1.5倍。
这个星体与太阳系统的主平面保持着45度的夹角，大部分其它行星的轨道都在这个主平面里。布朗说，这就是它一直没有被发现的原因，直到现在才有人观察那个地方。一些天文学家认为它是一个“柯依伯带”而不是一颗行星，柯依伯带是海王星以外的冰块星体区，许多天文学家也把冥王星称为一个柯依伯带星体。
布朗本人过去也曾表示，冥王星太小，而且是在古怪的倾斜的轨道上运行，因此冥王星不够行星的资格。可是今天他有了一个不同的发现，布朗在远程电信会议上说：“冥王星很长时间以来就被称为行星，整个世界对此已经习惯了。对我来说有一个合乎逻辑的延伸，那就是任何比冥王星大而远的星体都是行星。”
布朗还给出了其他的理由。他说，“2003UB313”看起来表面上覆盖着甲烷冰，这跟冥王星一样，可是其他的大的柯依伯带星体上没有甲烷冰。他说：“新发现的天体在级别上非常像冥王星。”美国宇航局在一份官方声明中称“2003UB313”是太阳系的第十大行星，从而对布朗的观点给予了有力支持和认可。
5年前，布朗普与朋友打赌：在2005年1月1日之前，天文学家肯定将发现比冥王星大的星体。当年1月8日，他们发现了“2003UB313”。布朗说：“我的第一反应是‘哦，就因为多出7天，我输给了那位朋友。’”布朗研究小组已经向国际天文联盟递交了给这颗新行星命名的建议，但在该组织作出决定之前，他们不会对外界透露为这颗新星取的名字。
而提前宣布新发现事出有因。
这颗新星是天文学家在帕洛马尔天文台用萨穆尔奥琴望远镜发现的。布朗表示，由于无论是职业观测者还是天文业余爱好者都可以观测到这颗星星，贫所以它将成为一个非常令人激动的观测星体。布朗说：‘‘在未来6个月里，它都可以看得见，如果是凌晨的话，目前它几乎就是就在我们的头顶上，在鲸鱼座。”布朗透露，他是与吉米尼天文台的查德特鲁吉洛以及耶鲁大学的戴维拉比诺维兹于2005年1月8日发现了这个星体。
在此之前，这个研究小组一直希望首先对数据进行进一步的分析，然后再宣布发现了这颗行星，但他们不得不将宣布的时间提前到美国当地时间29日晚上。因为他们的发现已经走漏了风声。布朗解释说：“有黑客潜入我们的网站，他们正准备将这些数据公之于众。”
布朗与特鲁吉洛首次用48英寸的萨穆尔奥琴望远镜拍到这颗新行星是在2003年10月31日，然而，这个星体距离地球太遥远，直到他们在2005年1月重新对数据进行分析时，才发现这颗星体的运行情况。在过去的7个月里，他们一直在研究这颗行星，希望对它更准确地估算大小和运行情况。
