Cassini est le premier à se pencher scientifiquement sur un phénomène mentionné par divers textes islamiques médiévaux sous le nom de « faux crépuscule ». Au printemps 1683, il observe en effet dans le ciel nocturne un halo de lumière qui s'étend autour du Soleil de part et d’autre du plan de l’écliptique (ou Zodiaque). La « lumière zodiacale » constitue dès lors pour lui un objet régulier d’observation. Il suppose que ce phénomène est lié à l’existence d’une « nébuleuse » autour du Soleil. L’astronome suisse Nicolas Fatio de Duillier en donne l’explication définitive en 1684, en montrant que la lumière zodiacale est produite par des poussières interplanétaires qui diffusent la lumière du Soleil.

Les taches solaires étaient, depuis Galilée, surveillées par de nombreux astronomes. Cassini observe en 1676 la disparition progressive de taches au bord du Soleil puis leur retour après une demi-rotation. Ses registres d’observation du Soleil ont malheureusement disparu mais la planche correspondante a été publiée dans les Mémoires de l’Académie.