Οι λίμνες του Τιτάνα, ενός φεγγαριού του Κρόνου, αποτελούνται από υγρό μεθάνιο. Οι λίμνες ανακαλύφθηκαν από το διαστημικό σκάφος Cassini-Huygens. Οι μεγαλύτερες λίμνες είναι γνωστές ως maria (θάλασσες) και οι μικρότερες ως lacūs (λίμνες).
Ήταν πιθανό ότι υπήρχαν θάλασσες υγρού μεθανίου στον Τιτάνα και για πρώτη φορά προτάθηκε μετά την ανάγνωση των πληροφοριών των Voyager 1 και Voyager 2 που έδειχναν ότι ο Τιτάνας είχε μια πυκνή ατμόσφαιρα, ικανή να υποστηρίξει λίμνες, αλλά ακριβείς αποδείξεις δεν βρέθηκαν μέχρι το 1995, όταν οι εικόνες από το τηλεσκόπιο Hubble και άλλα τηλεσκόπια είχαν ήδη δείξει κάποιες αποδείξεις υγρού μεθανίου πιθανώς σε λίμνες ή ωκεανούς σε όλο τον πλανήτη, παρόμοιες με τους ωκεανούς στη Γη.
Η αποστολή Cassini απέδειξε ότι υπάρχουν υγρές λίμνες στον Τιτάνα, αλλά όχι στην αρχή. Όταν το σκάφος έφτασε στο σύστημα του Κρόνου το 2004, οι επιστήμονες ήλπιζαν ότι λίμνες υδρογονανθράκων ή ωκεανοί θα μπορούσαν να φανούν στο ανακλώμενο ηλιακό φως από την επιφάνεια, αλλά δεν βρέθηκαν αντανακλάσεις.
Οι επιστήμονες εξακολουθούσαν να πιστεύουν ότι το υγρό αιθάνιο και μεθάνιο θα βρισκόταν κοντά στους πόλους του Τιτάνα, όπου περίμεναν να βρουν πολλά υγρά. Στο νότιο πόλο του Τιτάνα, μια μεγάλη σκοτεινή περιοχή που ονομάστηκε Ontario Lacus ήταν η πρώτη λίμνη που εντοπίστηκε, η οποία πιθανώς δημιουργήθηκε από βροχή, καθώς στην περιοχή παρατηρούνται συχνά σύννεφα. Μια πιθανή ακτογραμμή εντοπίστηκε επίσης στον πόλο σε εικόνες ραντάρ. Καθώς το σκάφος Huygens-Cassini πετούσε στις 22 Ιουλίου 2006, το ραντάρ του πήρε εικόνες από το βόρειο τμήμα του πλανήτη (το οποίο βρισκόταν στο χειμώνα του), ένας αριθμός μεγάλων, λείων περιοχών βρέθηκαν στην επιφάνεια κοντά στο βόρειο πόλο. Με βάση αυτά τα δεδομένα, οι επιστήμονες ανακοίνωσαν τον Ιανουάριο του 2007 "οριστικές αποδείξεις για λίμνες γεμάτες μεθάνιο στο φεγγάρι του Κρόνου Τιτάνα". Η ομάδα Cassini-Huygens αποφάσισε ότι οι λείες περιοχές είναι οι λίμνες υδρογονανθράκων που έψαχναν, οι πρώτες λίμνες που βρέθηκαν εκτός Γης. Ορισμένες κοιλάδες φαίνεται να έχουν ποτάμια.
Ο δορυφόρος δεν ήταν σε θέση να δείξει εικόνες λιμνών που κινούνται με τον άνεμο. Η βαριά υγρασία και τα σύννεφα μεθανίου κοντά στην επιφάνεια του Τιτάνα θα μπορούσαν να είναι σημάδι εξάτμισης από λίμνες. Οι λίμνες καλύπτουν το 0,002-0,02% της επιφάνειας του Τιτάνα.
Το σκάφος Cassini-Huygens πέρασε από εκεί τον Φεβρουάριο του 2007, τραβώντας εικόνες από ραντάρ και κάμερες από ορισμένες μεγάλες περιοχές κοντά στον βόρειο πόλο που μπορεί να είναι μεγάλες περιοχές υγρού μεθανίου ή/και αιθανίου, συμπεριλαμβανομένης μιας θάλασσας με έκταση μεγαλύτερη από 100.000 km² (μεγαλύτερη από τη λίμνη Superior) και μιας άλλης περιοχής παρόμοιας έκτασης με την Κασπία Θάλασσα. Εικόνες που ελήφθησαν κοντά στο νότιο πόλο του Τιτάνα τον Οκτώβριο του 2007 έδειξαν παρόμοιες, αλλά πολύ μικρότερες, περιοχές που μοιάζουν με λίμνες.
Το σκάφος Cassini-Huygens πέταξε πολύ κοντά στον Τιτάνα τον Δεκέμβριο του 2007 και τράβηξε υπέρυθρες φωτογραφίες των χημικών ουσιών στην επιφάνεια και βρήκε μια λίμνη που ονομάζεται Ontario Lacus κοντά στον νότιο πόλο. Οι επιστήμονες που μελέτησαν τις υπέρυθρες εικόνες αποφάσισαν ότι μία ή περισσότερες από τις μεγάλες λίμνες στις εικόνες του δορυφόρου του Κρόνου Τιτάνα όντως περιέχουν υγρό και ότι το υγρό αποτελείται από υδρογονάνθρακες. Έχουν επίσης βρει αιθάνιο στον Τιτάνα. Η αποστολή αυτή αποδεικνύει ότι ο Τιτάνας είναι ο μόνος άλλος πλανήτης που είναι γνωστό ότι έχει υγρό στην επιφάνειά του. Οι λίμνες καθιστούν τον Τιτάνα έναν πολύ σημαντικό πλανήτη για τη μελέτη της επιστήμης των καιρικών συνθηκών. Υγρά, αέρια και θερμοκρασίες παίζουν ρόλο στον Τιτάνα. Αυτό θα βοηθήσει την επιστήμη της πρόγνωσης του καιρού.
Λίμνες δεν βρέθηκαν κοντά στο κέντρο του Τιτάνα, το οποίο μελετήθηκε στις 14 Ιανουαρίου 2005. Ένα μέρος του σκάφους Huygens-Cassini προσγειώθηκε εκεί. Οι εικόνες που τράβηξε το σκάφος καθώς έπεφτε δεν έδειξαν ανοιχτές περιοχές με υγρό, αλλά έδειξαν ποτάμια που είχαν στεγνώσει. Αρχικά θεωρήθηκε ότι οι σκοτεινές περιοχές κοντά στο κέντρο του Τιτάνα θα μπορούσαν να είναι μια λίμνη από μια υγρή ή πίσσα σαν ουσία, αλλά το σκάφος προσγειώθηκε στη σκοτεινή περιοχή και είναι στερεή χωρίς κανένα υγρό. Μια συσκευή γνωστή ως διεισδυσιόμετρο μελέτησε την επιφάνεια καθώς προσγειωνόταν το όχημα και φάνηκε να βρίσκει υγρό πηλό. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το πενετρόμετρο μπορεί να προσγειώθηκε σε ένα μεγάλο βότσαλο και λένε ότι η επιφάνεια μοιάζει με άμμο από πάγο. Οι φωτογραφίες που ελήφθησαν μετά την προσεδάφιση του ανιχνευτή δείχνουν μια μεγάλη επίπεδη περιοχή καλυμμένη με βότσαλα. Τα βότσαλα μπορεί να είναι φτιαγμένα από πάγο νερού και είναι εν μέρει στρογγυλεμένα, γεγονός που υποδηλώνει υγρά.
Στις 13 Φεβρουαρίου 2008, οι επιστήμονες δήλωσαν ότι οι πολικές λίμνες των Τιτάνων περιέχουν "εκατοντάδες φορές περισσότερο φυσικό αέριο και άλλους υδρογονάνθρακες από όλο το γνωστό φυσικό αέριο στη Γη". Η έρημος κοντά στο κέντρο του πλανήτη δεν είναι υγρή αλλά έχει περισσότερα οργανικά συστατικά από τη Γη. Τον Ιούνιο του 2008, το Φασματόμετρο Χαρτογράφησης Ορατού και Υπέρυθρου του Cassini επιβεβαίωσε πέραν πάσης αμφιβολίας την παρουσία υγρού αιθανίου σε μια λίμνη στο νότιο ημισφαίριο του Τιτάνα.
Οι προβλέψεις για τα σύννεφα του Τιτάνα είναι ότι κατά τη διάρκεια ενός έτους στον Κρόνο, το υγρό κινείται από τον ισημερινό προς τους πόλους, σε σύννεφα, και πέφτει ως βροχή.
