卡西尼探測器上攜帶的惠更斯子探測器專門用于深入土衛六的大氣層進行探測，攜帶6台測量大氣和衛星表面特性的科學儀器，外形呈鐵餅狀，直徑2.7米，重319千克，由防熱外罩和降落艙兩部分組成。防熱外罩分前罩和後蓋，由多層耐熱材料制成，用于進入大氣層時保護罩內的降落艙。降落艙由上、下平台，前蓋和後錐組成。上平台安裝降落傘、通信與天線等服務系統，科學探測儀器則全部安裝在下平台的兩面。惠更斯的工作程序由器載的指令和數管系統控制，它包括3個定時器和2個互為備份的重力開關，軟件采用Ada程序語言。電源采用5組鋰-二氧化硫蓄電池，總容量1600Wh，降落過程中最大功耗為300~400W；有2台S頻段發射機和天線，互為備份，兩者之間相隔6秒鐘，向軌道器發送同樣的數據。
　　
　　進入土衛六大氣層
　　
　　在卡西尼初步探測土衛六的基本情況後，2004年12月25日，惠更斯子探測器以0.3~0.4米/秒的相對速度告別軌道器，奔向土衛六，同時以7轉/分鐘的轉速自旋，以保持姿態穩定。
　　2005年1月14日惠更斯在距離土衛六表面300~250千米的高度上，以6.千米/秒的高速進入土衛六的大氣層，開始執行“泰坦C”計劃。子探測器在大氣的巨大阻力作用下迅速減速，同時與大氣劇烈摩擦產生高熱，因有防熱罩保護，內部的降落艙安全無恙。2~3分鐘後，惠更斯高度下降到160千米，速度減小到大約400米/秒。這時，利用降落傘進一步減速，首先打開直徑為2.6米的引導傘，同時拋棄後防熱罩，緊接著打開直徑為8.3米的主降落傘，拋棄前防熱罩，讓降落艙中的科學儀器的探頭或開口和大氣接觸或相通，定時器打開儀器，開始進行科學探測。降落艙懸掛在主傘下緩緩下降，最後主傘脫落，換成直徑為3米的穩定傘，以便在電源用完之前著陸。從開傘到著陸之間降落時間為120~150分鐘（額定值為137分鐘），蓄電池可供電150分鐘，所以若按額定時間著陸，著陸後探測儀器還可工作13分鐘。
　　
　　惠更斯一邊下降，一邊探測，測得的科學數據，以8kb/s的速率發送給軌道器。在下降期間，它的主要任務是采集大氣樣品和粒子，測量大氣溫度、氣壓和密度，測風向和風速，以及檢測像閃電那樣的電磁信號。它的雷達高度計將研究土衛六表面的地形、粗糙程度和電的特性。惠更斯攜帶的照相機將在降落過程中拍攝表面和大氣的照片和光譜，在降落到土衛六表面之前將打開明亮的燈，借以測量土衛六表面的反射率和物質成分。探測器的旋轉拍攝將可能拼接出土衛六表面的一幅大範圍圖像。
　　對土衛六大氣要求進行全方位探測，所以惠更斯在下降過程中要求緩慢自轉，以便使儀器的探頭和開口能在不同方向上探測或取樣。它依靠裝在降落艙底部周邊的36片小尾翼，在下降過程中受大氣推動，緩慢旋轉。
　　惠更斯子探測器的設計中未考慮防著陸沖擊措施，著陸後有的儀器有可能損壞，所以，必須保證降落過程中儀器工作高度可靠，特別是著陸前的最後幾百米最為關鍵。成功登陸以後，惠更斯將直接測量土衛六表面的物理特性和物質成分。如果土衛六表面是液體，聲學的音響器將測量它的深度，它的密度則可以通過探測器漂浮的高度來確定。
　　在整個“泰坦C”計劃期間，軌道器的高增益天線始終對準土衛六上預定的降落區，以便接收惠更斯發來的數據，並將數據貯存在2台固態記錄器中。惠更斯的任務結束後，高增益天線轉向地球，向地球發送惠更斯測得的土衛六的數據。