Nhà thiên văn học Fredrick William Herschel phát hiện ra Enceladus vào ngày 28 tháng 8 năm 1789, khi lần đầu tiên sử dụng kính thiên văn lớn nhất thế giới lúc bấy giờ có đường kính 1,2 m.[20][21] Ông đã quan sát vệ tinh này vào năm 1787 nhưng với kính thiên văn nhỏ đường kính 16,5 cm ông không thể nhận thấy nó.[22] Do Enceladus có độ trưng biểu kiến nhỏ (+11,7m) và rất gần với Sao Thổ cũng như các vành đai sáng hơn nhiều lần, để quan sát được vệ tinh này cần sử dụng kính viễn vọng có đường kính 15 – 30 cm trong điều kiện khí quyển tốt và không bị ảnh hưởng bởi các nguồn sáng gây nhiễu. Giống như nhiều vệ tinh khác của Sao Thổ được phát hiện trước kỷ nguyên vũ trụ, Enceladus được quan sát lần đầu khi nó đi cắt ngang qua vành đai Sao Thổ vào lúc phân điểm. Lúc này ta nhìn thấy vành đai Sao Thổ từ bên rìa của nó. Ánh sáng phản xạ từ vành đai sẽ là tối thiểu giúp cho việc quan sát thấy chuyển động của vệ tinh dễ dàng hơn.

Trước khi tàu Voyager bay qua Enceladus, con người không biết gì nhiều về vệ tinh này. Bắt đầu từ một điểm sáng được Herchel quan sát, sau một thời gian dài người ta chỉ xác định được đặc điểm quỹ đạo của nó và ước lượng được khối lượng, mật độ và suất phản chiếu.

Hai tàu Voyager là những tàu vũ trụ đầu tiên đến gần và chụp ảnh Enceladus. Voyager 1 bay qua trước, cách vệ tinh 202.000 km vào ngày 12/11/1980.[23] Do khoảng cách khá xa, các bức ảnh chụp được có độ phân giải không cao, nhưng cho thấy Enceladus có một vùng bình nguyên có độ phản xạ mạnh và không có hố thiên thạch. Đó là đặc điểm của một bề mặt trẻ với tuổi địa chất thấp.[24] Voyager 1 còn khẳng định việc Enceladus nằm trong khu vực dày đặc nhất của vành đai E (một vành đai nằm phía ngoài của Sao Thổ). Từ 2 đặc điểm trên, các nhà khoa học cho rằng vành đai E được tạo ra do vật chất bắt nguồn từ bề mặt của Enceladus.[24]

Tàu Voyager 2 tới gần Enceladus hơn (ở khoảng cách 87.010 km) vào ngày 26/8/1981.[23] Ở khoảng cách này, các bức ảnh được chụp có độ phân giải cao hơn. Chúng cho thấy phần lớn bề mặt của Enceladus là bề mặt trẻ, có ít hố thiên thạch.[25] Cũng có những vùng khác cổ xưa hơn với nhiều hố thiên thạch nằm trong khoảng từ vĩ độ trung bình đến vĩ độ cao của bán cầu bắc và một vùng ở gần xích đạo cũng có số lượng hố thiên thạch tương đối. Sự khác biệt về mặt địa hình của Enceladus hoàn toàn trái ngược với Mimas, vệ tinh nhỏ hơn của Sao Thổ có bề mặt cổ xưa đồng nhất và rất nhiều hố thiên thạch. Những khu vực có tuổi địa chất thấp trên Enceladus là một phát hiện rất đáng ngạc nhiên cho giới khoa học. Họ không nghĩ đến việc phát hiện thấy những đặc điểm này ở một vệ tinh nhỏ và lạnh như Enceladus (nếu so sánh với vệ tinh Io của Sao Mộc cũng có hoạt động địa chất). Tuy nhiên tàu Voyager 2 không thể giúp các nhà khoa học trả lời chắc chắn rằng Enceladus hiện có còn hoạt động địa chất không và liệu nó có phải là nguồn cung cấp bụi và vật chất cho vành đai E hay không.

Những câu hỏi này đã phải đợi hơn 20 năm để tìm ra một phần các câu trả lời. Tàu Cassini được phóng lên ngày 15 tháng 10 năm 1997 đã bay vào quỹ đạo của Sao Thổ và trở thành vệ tinh của nó vào ngày 01 tháng 7 năm 2004. Dựa vào kết quả của tàu Voyager 2, những người thực hiện dự án Cassini–Huygens đã xác định mục tiêu chủ chốt là nghiên cứu vệ tinh Enceladus. Họ đã lập kế hoạch để cho Cassini bay đến gần Enceladus trong khoảng cách dưới 1500 km nhiều lần. Bên cạnh đó, trong quỹ đạo của mình Cassini cũng đã vài lần bay tới gần Enceladus với khoảng cách dưới 100.000 km. Từ đó, Cassini đã cung cấp những dữ liệu cực kì quan trọng về bề mặt của vệ tinh này. Nó đã phát hiện thấy hơi nước và các hợp chất hydrocarbon phức tạp thoát ra từ vùng cực nam của Enceladus. Những phát hiện này đã khiến cho các nhà khoa học thay đổi quỹ đạo của Cassini cho phép nó đến gần Enceladus hơn (nó đã 2 lần cách Enceladus khoảng 50 km và một lần thậm chí chỉ cách 25 km trong năm 2008).[19][26] Trong năm 2009 và 2010, Cassini sẽ còn vài lần nữa tiếp cận bề mặt của Enceladus.

Những phát hiện mà Cassini mang lại đã khiến Enceladus trở thành đích ngắm cho những dự án trong tương lai. Năm 2007, NASA đưa ra ý tưởng về một tàu vũ trụ quay quanh Enceladus và thực hiện xem xét kĩ lưỡng hơn cột bụi bốc lên từ cực nam của nó.[27] Tuy nhiên ý tưởng này không được chấp thuận nghiên cứu tiếp.[28] Cơ quan hàng không châu Âu ESA gần đây cũng có dự án phóng một tàu thám hiểm kết hợp nghiên cứu Enceladus và Titan.[29]

Dự án Nhiệm vụ hệ Sao Thổ-Titan (Titan Saturn System Mission) TSSM là một dự án liên kết giữa 2 trung tâm NASA và ESA nhằm nghiên cứu các vệ tinh của Sao Thổ, trong đó có cả Enceladus. Dự án này và dự án Nhiệm vụ hệ Sao Mộc-Europa (Europa Jupiter System Mission) EJSM đã phải cạnh tranh nhau để được ưu tiên thực hiện trước do vấn đề tài chính. Tháng 2 năm 2009, dự án EJSM đã được xếp ở mức ưu tiên cao hơn,[30] tuy nhiên dự án TSSM vẫn được tiếp tục nghiên cứu thêm.