Սատուրնի մթնոլորտում գրանցվել են ամոնիակի, ացետիլենի, էթանի, պրոպանի, ֆոսֆինի և մեթանի հետքեր[34][35][36]։ Մթնոլորտի վերին ամպերը կազմված են ամոնիակի բյուրեղներից, իսկ ստորին ամպերը պարունակում են կամ ամոնիակի հիդրոսուլֆիդ (NH4SH) կամ ջուր[37]։ Արեգակի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը առաջացնում է վերին մթնոլորտում մեթանի ֆոտոլիզ, հանգեցնելով մի շարք ածխաջրածինների քիմիական ռեակցիաների, որոնց արդյունքում ստացված նյութերը իջնում են ներքև դիֆուզիայի և պտուտահողմերի միջոցով։ Այս ֆոտոքիմիական ցիկլը առաջանում է Սատուրնի տարեկան սեզոնային ցիկլերին համընթաց[36]։