土卫三是根据希腊神话
泰坦的忒堤斯来命名的。卡西尼称呼了他所发现的4颗
土星卫星（土卫三、戴奥妮、利亚、伊亚佩特斯）为
路易之星（Sidera Lodoicea）来纪念
路易十四世。而天文学家在第17世纪结束时，根据习惯将它们称乎为
土卫一、
土卫二、
土卫三、
土卫四与
土卫五（包括泰坦）。在米玛斯与恩塞拉都斯于1789年被发现后，编号延伸到土卫七。1848年发现的许珀里翁最后一次改变编号顺序，将伊亚佩特斯挤到土卫八。
天文学家
约翰·弗里德里希·威廉·赫歇尔（
威廉·赫歇尔的儿子，也是土卫一与土卫二的发现人）后来在《好望角观测结果》（Results of Astronomical Observations made at the Cape of Good Hope）中建议这7颗卫星应该以
泰坦神族来命名，后来这项建议被正式采用。
土卫三由冰所构成，类似
土卫五与
土卫四。它的密度为0.97 g/cm3，表示土卫三几乎都是由水冰所组成的。土卫三的表片受到天体严重的撞击，并拥有许多冰裂缝。它是太阳系反射率最高的天体之一，反射率达到1.229。这样高的反射率是因为土星昏暗的E环物质所导致的，它的物质也包括土卫二所喷发出的水冰。
在土卫三的地表温度图中，美国宇航局的科学家发现了吃豆人图案。两年前，他们也曾在土卫一的图像中发现这种图案土卫三表温图使用的数据来自于“卡西尼”号的合成红外分光计。科学家温差可能与地表物质不同所致。图像中，亮度较高的区域可能获取更多热量。
在土卫三拥有2种不同的地形，其中一种是由许多坑洞所构成的，而另一种地形则是黑暗的
火山带所组成的。这样的火山口意味着土卫三曾经拥有内部的地质活动，导致古老的地形重新出现在地表。这种黑暗火山带的精确形成原因仍是未知的，不过可能可以从
伽利略号拍摄的
木卫三与
木卫四的照片来解释，照片中显示它们的极区拥有明亮的冰帽，这是因为冰沉积在朝着极点倾斜的火山口中。土卫三也可能是类似的情况，它的极区也相当明亮，并有黑暗的区域散布其中。土卫三的西半球主要是巨大坑洞奥德赛（Odysseus），它的直径为400公里，接近2/5个土卫三的大小。这个坑洞非常平坦，就像木卫四的坑洞，没有月球与
水星常见高耸的环状山与中央隆起。这非常可能是因为天体撞击在土卫三柔软的表面所造成的地质现象。
土卫三的第2个主要特征是巨大的伊萨卡峡谷（Ithaca Chasma），它宽100公里，深3至5公里。它延伸了2,000
公里长，大约是土卫三圆周长的3/4。伊萨卡峡谷的形成被认为是因为在
土卫三内部液体凝固时，导致体积膨胀，土卫三的表面因此裂开。地表下的海洋可能使得土卫三与土卫四在在早期形成2：3的
轨道共振，也导致内部的
潮汐加热与轨道偏心率。这个海洋后来在土卫三脱离这种共振关系之后完全结冻。在土卫三完全固化前所形成的坑洞很可能全部被后来的地质活动所消除。天文学家也提出另一种理论来解释伊萨卡峡谷的形成：在奥德赛坑洞形成时受到的巨大撞击，形成冲击波传遍土卫三，导致土卫三另外一面的表面破裂，形成伊萨卡峡谷。土卫三的表面温度为-187摄氏度。
卡西尼号在2005年9月23日以1,500公里的距离飞越
土卫三。虽然卡西尼号在延伸任务中仍然会继续研究土卫三，不过并没有计划更接近的飞越探测。
2018年8月，
美国航空航天局（NASA）发布了一张土卫三的高清图片，可以清晰地看到巨大的奥德修斯撞击坑（Odysseus crater）。图片中，土卫三似乎成了土星唯一的伴侣，沐浴在“土星光辉”中。图片是卡西尼号在距离土星约120万公里的位置拍摄的，显示出这颗中等大小的卫星被土星反射过来的阳光照亮的情景。