土卫四由乔瓦尼·卡西尼在1684年发现，是土星中等尺寸的主要卫星。英文名Dione来自希腊神话中的女神狄俄涅；Saturn IV是传统轨道编号。它平均半径约562千米，密度高于土卫三，说明除水冰外还含有更大比例的岩石物质。
它距土星中心平均约37.74万千米，约2.737个地球日完成公转，并被潮汐锁定。土卫四与土卫二存在2:1平均运动共振：土卫二运行两周时，土卫四约运行一周。这种周期性引力作用帮助维持土卫二的轨道偏心率，并与土卫二内部潮汐加热密切相关。
旅行者号曾把土卫四背面的明亮线条称为“纤细地形”，一度有人认为它们是表面冰霜沉积。卡西尼高分辨率图像显示，这些线条实际是数百米高的断裂崖壁；暗色覆盖物从陡坡滑落后，暴露出下方更明亮的新鲜水冰。
表面同时包含撞击坑密集的古老平原和较平滑区域，说明早期可能发生过内部活动与重塑。部分断裂网络穿过旧撞击坑，提供地质事件先后顺序。土卫四并没有像土卫二那样持续喷发的已知喷流，因此不能把两者相似的冰质外观等同于相同的当前活动水平。
卡西尼还测得土卫四周围极其稀薄的氧分子外逸层。它可能由土星磁层带电粒子轰击水冰、使分子分解并释放氧造成。该外逸层远低于可呼吸大气密度，也没有证据表明存在稳定天气系统；“氧”只描述分子成分，不代表宜居条件。
一些重力、地形和热演化研究讨论土卫四深部是否可能保存液态层，但公开资料尚不足以把全球地下海洋列为确定事实。它的主要科学价值，是比较不同大小冰卫星为何走向不同演化结果，并研究共振如何把能量从轨道传入卫星内部。
土卫四在地球望远镜中是土星附近的暗弱光点，通常需要较大口径、稳定视宁度和星历确认。档案采用NASA与JPL平均参数；极稀薄外逸层密度会变化，内部液态层和过去重塑程度仍受模型限制。配图中的明亮断崖用于强调地貌，不代表肉眼颜色。
卡西尼在不同飞越中获得的分辨率差异很大，断裂高度、坑密度和表面成分需要把多套资料组合起来解释。档案把已成像的断崖与仍属假说的内部液态层分开陈述，避免由表面构造直接反推现今海洋。