لا يختلف تركيب الغلاف الغازي لزحل كثيراً عن الغلاف الغازي للمشتري، فهو مكون من طبقة من الهيدروجين سمكها 480 ألف كيلومتر، بالإضافة لنسب قليله من الهيليوم والأمونيا والميثان والنشادر. تظهر الأحزمة واضحة على السطح الخارجي للغلاف الغازي في زحل عند رصده بتلسكوب فلكي متوسط الحجم، هذه الأحزمة ناتجه عن سرعة دوران الكوكب حول نفسه فتنشأ عنها تيارات هوائية يختلف اتجاه حركتها بالنسبة لحركة الكوكب حول نفسه، كما أن الاختلاف في لون السحب الظاهرة يعود للتفاوت في درجات الحرارة من نقطة لأخرى.

أظهرت الصور الملتقطة بواسطة مركبتي الفضاء فواياجير 1+2، وجود العديد من الظواهر الجوية المميزة على شكل بقع والتي تظهر على شكل بيضوي مختلفة من حيث اللون والحجم، وأشهر هذه البقع (بيج بيرثا) Big Bertha وهي تتحرك في اتجاهات مختلفة، كما توجد دوامة بيضاء تظهر بوضوح في النصف الشمالي من سطح زحل، كذلك يوجد حزام معتم يقع في النصف الشمالي من الكوكب، وهي علامات غير معروفة المنشأ حتى الآن. يختلف اتجاه الرياح كثيراً على زحل عن اتجاه حركة المشتري، فاتجاه الرياح على المشتري موازي للأحزمة اللامعة والقاتمة الظاهرة في الغلاف الغازي للكوكب، بينما اتجاه الرياح على زحل موازي لخط استواء الكوكب، وأعلى سرعة للرياح على زحل تصل إلى 1500 كيلومتر في الساعة وهي أكبر من أعلى سرعة للرياح على المشتري بحوالي أربع مرات. وتقع منطقة الرياح السريعة على زحل بين خطي عرض 35 درجة شمال خط الإستواء و35 درجة جنوبهً، وتقل سرعة الرياح كثيراً عند القطبين.