卡西尼探测器上携带的惠更斯子探测器专门用于深入土卫六的大气层进行探测，携带6台测量大气和卫星表面特性的科学仪器，外形呈铁饼状，直径2.7米，重319千克，由防热外罩和降落舱两部分组成。防热外罩分前罩和后盖，由多层耐热材料制成，用于进入大气层时保护罩内的降落舱。降落舱由上、下平台，前盖和后锥组成。上平台安装降落伞、通信与天线等服务系统，科学探测仪器则全部安装在下平台的两面。惠更斯的工作程序由器载的指令和数管系统控制，它包括3个定时器和2个互为备份的重力开关，软件采用Ada程序语言。电源采用5组锂-二氧化硫蓄电池，总容量1600Wh，降落过程中最大功耗为300~400W；有2台S频段发射机和天线，互为备份，两者之间相隔6秒钟，向轨道器发送同样的数据。
　　
　　进入土卫六大气层
　　
　　在卡西尼初步探测土卫六的基本情况后，2004年12月25日，惠更斯子探测器以0.3~0.4米/秒的相对速度告别轨道器，奔向土卫六，同时以7转/分钟的转速自旋，以保持姿态稳定。
　　2005年1月14日惠更斯在距离土卫六表面300~250千米的高度上，以6.千米/秒的高速进入土卫六的大气层，开始执行“泰坦C”计划。子探测器在大气的巨大阻力作用下迅速减速，同时与大气剧烈摩擦产生高热，因有防热罩保护，内部的降落舱安全无恙。2~3分钟后，惠更斯高度下降到160千米，速度减小到大约400米/秒。这时，利用降落伞进一步减速，首先打开直径为2.6米的引导伞，同时抛弃后防热罩，紧接着打开直径为8.3米的主降落伞，抛弃前防热罩，让降落舱中的科学仪器的探头或开口和大气接触或相通，定时器打开仪器，开始进行科学探测。降落舱悬挂在主伞下缓缓下降，最后主伞脱落，换成直径为3米的稳定伞，以便在电源用完之前着陆。从开伞到着陆之间降落时间为120~150分钟（额定值为137分钟），蓄电池可供电150分钟，所以若按额定时间着陆，着陆后探测仪器还可工作13分钟。
　　
　　惠更斯一边下降，一边探测，测得的科学数据，以8kb/s的速率发送给轨道器。在下降期间，它的主要任务是采集大气样品和粒子，测量大气温度、气压和密度，测风向和风速，以及检测像闪电那样的电磁信号。它的雷达高度计将研究土卫六表面的地形、粗糙程度和电的特性。惠更斯携带的照相机将在降落过程中拍摄表面和大气的照片和光谱，在降落到土卫六表面之前将打开明亮的灯，借以测量土卫六表面的反射率和物质成分。探测器的旋转拍摄将可能拼接出土卫六表面的一幅大范围图像。
　　对土卫六大气要求进行全方位探测，所以惠更斯在下降过程中要求缓慢自转，以便使仪器的探头和开口能在不同方向上探测或取样。它依靠装在降落舱底部周边的36片小尾翼，在下降过程中受大气推动，缓慢旋转。
　　惠更斯子探测器的设计中未考虑防着陆冲击措施，着陆后有的仪器有可能损坏，所以，必须保证降落过程中仪器工作高度可靠，特别是着陆前的最后几百米最为关键。成功登陆以后，惠更斯将直接测量土卫六表面的物理特性和物质成分。如果土卫六表面是液体，声学的音响器将测量它的深度，它的密度则可以通过探测器漂浮的高度来确定。
　　在整个“泰坦C”计划期间，轨道器的高增益天线始终对准土卫六上预定的降落区，以便接收惠更斯发来的数据，并将数据贮存在2台固态记录器中。惠更斯的任务结束后，高增益天线转向地球，向地球发送惠更斯测得的土卫六的数据。