那样是怡人的天堂，反倒是干燥而高温的。他研究了金星散发的无线电波，断定其表面温度为500°C。作为美国航空航天局火箭技术试验室的访问学者，萨根参与了考察金星的“水手一号”项目的设计和管理。1962年的水手二号确认了他对金星表面情况的论断。萨根首次提出土星的卫星泰坦（土卫六）表面有液态有机物和木星的卫星欧罗巴（木卫二）地下有海洋的猜想。于是欧罗巴被认为可能适合生命居住。之后伽利略号航天器间接确认欧罗巴地表下有水。萨根协助破解了泰坦红霾的谜团，指出红霾的成因是不断有复杂有机分子降落在卫星泰坦的表面。