تشير الدراسات التي أجرتها المركبات الفضائية أن ثمة تشابها كبيرا بين التركيب الجيولوجي لزحل و التركيب الجيولوجي للمشتري، وأن زحل يشع من الحرارة الداخلية بنسبة كبيرة تصل إلى 1.76 مرة ضعف الطاقة التي يستقبلها من الشمس، كما أن نسبة الهيليوم والهيدروجين في الطبقات العليا ساعدت على التنبؤ بجيولوجية الكوكب، واستنتج العلماء أن زحل يتألف من نواة صخرية يبلغ قطرها 15 ألف كيلومتر، ومكونة من الأمونيا والميثان المتجمد والسيليكات، وتحيط بالنواة طبقة من الماء الصلب والأمونيا المتجمدة يبلغ سمكها 16094كم، وطبقة أخرى أسفل القشرة تتألف من الهيدروجين المعدني السائل يبلغ سمكها 200306 كم، والقشرة الخارجية تتكون من الهيدروجين المتجمد.