星内的一氧化碳含量超过甲烷。土卫六从形成土星系统的云气中累积的大气层获得甲烷这一假说可能性也不高；因为如果如此，土卫六的大气层各种气体丰度应该与太阳星云相近，并包含一定量的氢和氖。许多天文学家提出大气层内的甲烷最终应该是来自土星本身，并且从土卫六表面的冰火山喷入大气层。而甲烷来自土卫六上的生物假说则并未被完全排除可能性（参见土卫六生命）。土卫六的大气层环流模式是和土卫六自转方向同样由西向东。卡西尼号于2004年对大气层观测结果表明存在类似金星大气层的「超级自转」，即大气环流速度远高于自转速度。土卫六