在古代(dai)人們就熟知五(wu)顆行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)（水星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、金星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、火(huo)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、木星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、土星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)），與它(ta)們相比，天(tian)(tian)王星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)亮(liang)度(du)也是肉眼可(ke)見的(de)。但天(tian)(tian)王星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)亮(liang)度(du)較暗、繞行(xing)速(su)度(du)緩(huan)慢，并(bing)(bing)且(qie)由(you)于那時望遠鏡觀測(ce)能(neng)力(li)不(bu)足，被古代(dai)的(de)觀測(ce)者認定為是一顆恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。天(tian)(tian)王星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)在被發(fa)現(xian)是行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)之前，已經被觀測(ce)了很多次，但都把它(ta)當作(zuo)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)看待。最早的(de)紀錄(lu)可(ke)以追溯(su)至(zhi)1690年(nian)約翰·佛蘭斯(si)蒂德（John Flamsteed），在星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)表(biao)中將其編為金牛座34（34 Tauri），并(bing)(bing)且(qie)至(zhi)少(shao)觀測(ce)了6次。法國天(tian)(tian)文學家Pierre Charles Le Monnier在1750至(zhi)1769年(nian)也至(zhi)少(shao)觀測(ce)了12次，包括一次連續(xu)四(si)夜(ye)的(de)觀測(ce)。
威廉·赫歇(xie)(xie)(xie)爾在(zai)(zai)(zai)1781年3月(yue)(yue)13日于(yu)他位于(yu)英格蘭薩默塞特郡巴斯城新國王街19號（現(xian)為(wei)(wei)(wei)赫歇(xie)(xie)(xie)爾天文(wen)博(bo)物館）自(zi)宅的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)庭院中觀(guan)(guan)(guan)察(cha)到這(zhe)(zhe)顆(ke)(ke)行星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，但在(zai)(zai)(zai)1781年4月(yue)(yue)26日最早的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)報(bao)告中他稱之為(wei)(wei)(wei)彗(hui)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。赫歇(xie)(xie)(xie)爾用他自(zi)己(ji)設計(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)望(wang)遠(yuan)鏡“對這(zhe)(zhe)顆(ke)(ke)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)做了一(yi)系列(lie)視差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)(guan)(guan)察(cha)”。他在(zai)(zai)(zai)他的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)學報(bao)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)記錄著(zhu)：“在(zai)(zai)(zai)與(yu)金牛座ζ成(cheng)(cheng)90°的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)位置(zhi)……有一(yi)個(ge)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)云(yun)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)或(huo)者(zhe)是(shi)一(yi)顆(ke)(ke)彗(hui)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。”在(zai)(zai)(zai)3月(yue)(yue)17日，他注(zhu)記著(zhu)：“我(wo)(wo)找到一(yi)顆(ke)(ke)彗(hui)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)或(huo)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)云(yun)狀(zhuang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，并且由他的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)位置(zhi)變化發現(xian)是(shi)一(yi)顆(ke)(ke)彗(hui)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。”當(dang)他將發現(xian)提交給皇家(jia)學會時，雖然(ran)含蓄的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)認為(wei)(wei)(wei)比(bi)較(jiao)像行星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，但仍然(ran)聲稱是(shi)發現(xian)了彗(hui)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)：“當(dang)我(wo)(wo)首次看(kan)到這(zhe)(zhe)顆(ke)(ke)彗(hui)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)時，我(wo)(wo)所使用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光學倍(bei)(bei)率(lv)(lv)是(shi)227。從經驗中我(wo)(wo)知道，恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)直(zhi)徑(jing)不會隨光學倍(bei)(bei)率(lv)(lv)成(cheng)(cheng)比(bi)例放(fang)大(da)，如行星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)那樣；因此我(wo)(wo)將倍(bei)(bei)率(lv)(lv)設成(cheng)(cheng)460與(yu)932，結果發現(xian)彗(hui)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)直(zhi)徑(jing)隨光學倍(bei)(bei)率(lv)(lv)成(cheng)(cheng)比(bi)例放(fang)大(da)，如同它應該在(zai)(zai)(zai)它不是(shi)顆(ke)(ke)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)推(tui)測下，而我(wo)(wo)比(bi)較(jiao)過的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)直(zhi)徑(jing)不會以(yi)相(xiang)同比(bi)率(lv)(lv)增加(jia)。更進(jin)一(yi)步說，被光學放(fang)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)彗(hui)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)已遠(yuan)超過其(qi)光度所允許，它看(kan)來在(zai)(zai)(zai)強大(da)倍(bei)(bei)率(lv)(lv)下朦朧且不清楚，而根據我(wo)(wo)幾千次觀(guan)(guan)(guan)測我(wo)(wo)知道（在(zai)(zai)(zai)這(zhe)(zhe)情況下）這(zhe)(zhe)些恒(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)會保留其(qi)光澤(ze)與(yu)清晰。結果顯示我(wo)(wo)所臆測的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有充(chong)足(zu)根據，這(zhe)(zhe)證明是(shi)我(wo)(wo)們最近觀(guan)(guan)(guan)察(cha)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)彗(hui)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。”
赫歇(xie)(xie)(xie)爾將他(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)現(xian)通知皇(huang)家(jia)天(tian)(tian)文(wen)(wen)(wen)學家(jia)內維爾·馬斯(si)基林（Nevil Maskelyne），4月23日收到信件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)馬斯(si)基林語(yu)無(wu)倫(lun)次的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)回復說：“我(wo)(wo)不知該如何稱呼它，它在(zai)(zai)接近(jin)圓(yuan)形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌道(dao)(dao)上(shang)(shang)移動很(hen)像(xiang)一(yi)顆(ke)(ke)(ke)行星(xing)(xing)(xing)(xing)，而彗(hui)星(xing)(xing)(xing)(xing)是在(zai)(zai)很(hen)扁的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)橢圓(yuan)軌道(dao)(dao)上(shang)(shang)移動。我(wo)(wo)也沒(mei)有(you)看見(jian)彗(hui)發(fa)或(huo)彗(hui)尾。“當(dang)赫歇(xie)(xie)(xie)爾繼續謹(jin)慎的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)以(yi)(yi)彗(hui)星(xing)(xing)(xing)(xing)描(miao)述他(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)新對象，其他(ta)(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)(tian)文(wen)(wen)(wen)學家(jia)已經開始做不同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)懷(huai)疑。芬(fen)蘭-瑞典(dian)天(tian)(tian)文(wen)(wen)(wen)學家(jia)安(an)德(de)斯(si)·約翰·萊克塞爾（Anders Johan Lexell）估(gu)計(ji)它至太陽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)距(ju)離是地球至太陽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)18倍，而沒(mei)有(you)彗(hui)星(xing)(xing)(xing)(xing)曾(ceng)在(zai)(zai)近(jin)日點四倍于地球至太陽距(ju)離之外被(bei)觀(guan)測(ce)到。柏林天(tian)(tian)文(wen)(wen)(wen)學家(jia)約翰·波得（Johann Elert Bode）描(miao)述赫歇(xie)(xie)(xie)爾的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)現(xian)像(xiang)是“在(zai)(zai)土(tu)星(xing)(xing)(xing)(xing)軌道(dao)(dao)之外的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)圓(yuan)形(xing)軌道(dao)(dao)上(shang)(shang)移動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)恒星(xing)(xing)(xing)(xing)，可以(yi)(yi)被(bei)視為(wei)迄今仍(reng)未知的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)像(xiang)行星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)(tian)體”。波得斷定這(zhe)(zhe)個以(yi)(yi)圓(yuan)軌道(dao)(dao)運行的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)(tian)體比彗(hui)星(xing)(xing)(xing)(xing)更像(xiang)是一(yi)顆(ke)(ke)(ke)行星(xing)(xing)(xing)(xing)。這(zhe)(zhe)個天(tian)(tian)體很(hen)快便被(bei)接受是一(yi)顆(ke)(ke)(ke)行星(xing)(xing)(xing)(xing)。在(zai)(zai)1783年(nian)，法國科學家(jia)皮埃爾-西蒙(meng)·拉普拉斯(si)（Pierre-Simon Laplace）證(zheng)實赫歇(xie)(xie)(xie)爾發(fa)現(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是一(yi)顆(ke)(ke)(ke)行星(xing)(xing)(xing)(xing)。赫歇(xie)(xie)(xie)爾本人也向英國皇(huang)家(jia)學會的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主席約瑟夫·班克斯(si)（Joseph Banks）承(cheng)認這(zhe)(zhe)個事(shi)實：“經由歐洲最杰出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)(tian)文(wen)(wen)(wen)學家(jia)觀(guan)察，顯(xian)示這(zhe)(zhe)顆(ke)(ke)(ke)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)星(xing)(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)，我(wo)(wo)很(hen)榮譽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)在(zai)(zai)1781年(nian)3月指認出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，是太陽系內主要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)行星(xing)(xing)(xing)(xing)之一(yi)。”
為此(ci)，威廉·赫歇爾(er)被英國(guo)皇家學(xue)會授予科(ke)普利獎(jiang)章。英國(guo)國(guo)王(wang)喬治三世依據他(ta)的(de)(de)成就(jiu)，給予赫歇爾(er)每年200英鎊(bang)(bang)的(de)(de)年薪(xin)（相(xiang)當(dang)于2019年的(de)(de)24000英鎊(bang)(bang)），并(bing)要求(qiu)他(ta)移居至溫莎(sha)城(cheng)堡附近，好讓皇室家族成員有機會使用他(ta)的(de)(de)望遠鏡(jing)觀星。
馬(ma)斯(si)基林曾這(zhe)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)問赫(he)歇爾：“幫天(tian)(tian)文學世(shi)界一個忙(mang)，為您(nin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)星取個名(ming)字，這(zhe)也(ye)完全是(shi)為了(le)您(nin)所愛的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，并且(qie)也(ye)是(shi)我們(men)迫切(qie)期望您(nin)為您(nin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發現(xian)所做(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。”回應馬(ma)基斯(si)林的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)請求，赫(he)歇爾決定命名(ming)為“喬治之星（Georgium Sidus或Georgian Planet）以紀(ji)念他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)新贊助人——喬治三世(shi)。他(ta)在給約瑟夫(fu)·班克斯(si)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)信件(jian)中解釋道：“在古(gu)老的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)神(shen)話蠻(man)荒世(shi)紀(ji)，我們(men)賦予行(xing)星名(ming)稱墨丘利（Mercury）、維(wei)納(na)斯(si)（Venus）、瑪(ma)爾斯(si)（Mars）、朱(zhu)(zhu)庇特(te)（Jupiter）與薩(sa)圖恩（Saturn）以表彰當時最具分(fen)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)英雄(xiong)及神(shen)祇(zhi)。在身處現(xian)今更為理性(xing)開化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)紀(ji)元，我們(men)將很(hen)難如法泡制將新發現(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)(tian)體稱為朱(zhu)(zhu)諾（Juno）、帕拉斯(si)（Pallas）、阿波羅（Apollo）或密涅瓦（Minerva）。如果任(ren)何未來世(shi)紀(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)(tian)文學家(jia)問我：當這(zhe)個剛剛找到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)星發現(xian)時，照您(nin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)年表有(you)沒有(you)任(ren)何特(te)別顯著(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)事件(jian)首(shou)先列入考慮表揚。我將會很(hen)滿意的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)回答：‘在喬治三世(shi)（四海(hai)升平(ping)）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)統治下’。“
八大行星(xing)中僅有天王(wang)(wang)星(xing)的(de)英文名(ming)稱(cheng)Uranus取自希臘(la)神(shen)(shen)話(hua)(hua)而非(fei)羅(luo)馬神(shen)(shen)話(hua)(hua)。希臘(la)神(shen)(shen)話(hua)(hua)中的(de)天空之(zhi)(zhi)神(shen)(shen)烏拉諾(nuo)斯（Uranus），是農(nong)神(shen)(shen)克洛諾(nuo)斯（Cronus）的(de)父親，眾(zhong)神(shen)(shen)之(zhi)(zhi)王(wang)(wang)宙(zhou)斯（Zeus）的(de)祖父，這三代主神(shen)(shen)分(fen)別相(xiang)當于(yu)羅(luo)馬神(shen)(shen)話(hua)(hua)中的(de)凱路斯（Caelus，未被(bei)天體使用），薩圖恩（Saturn，土星(xing)的(de)名(ming)稱(cheng)），朱庇特（Jupiter，木星(xing)的(de)名(ming)稱(cheng)）。
法國天文(wen)學家(jia)杰羅姆·拉蘭德（Jer?me Lalande）曾建議將這(zhe)顆行星稱(cheng)(cheng)為赫歇(xie)爾(er)以(yi)尊崇它的(de)(de)(de)發現者。但是，德國天文(wen)學家(jia)約(yue)翰·波得（Johann Elert Bode）贊成用(yong)希臘神話中的(de)(de)(de)Uranus命名。波得的(de)(de)(de)觀(guan)點是克洛(luo)(luo)諾(nuo)斯是宙(zhou)斯的(de)(de)(de)父(fu)(fu)親（薩圖恩是朱(zhu)庇特的(de)(de)(de)父(fu)(fu)親），新的(de)(de)(de)行星則應該(gai)取名為克洛(luo)(luo)諾(nuo)斯的(de)(de)(de)父(fu)(fu)親——烏拉諾(nuo)斯。Uranus的(de)(de)(de)名稱(cheng)(cheng)最早是在(zai)赫歇(xie)爾(er)過世(shi)一年之(zhi)后的(de)(de)(de)1823年才(cai)出(chu)現于官(guan)方文(wen)件中。喬(qiao)(qiao)治三世(shi)或“喬(qiao)(qiao)治之(zhi)星”的(de)(de)(de)名稱(cheng)(cheng)在(zai)之(zhi)后仍經(jing)常被使用(yong)（只(zhi)在(zai)英(ying)國使用(yong)），直到1850年，英(ying)國航(hang)海星歷局才(cai)換用(yong)Uranus的(de)(de)(de)名稱(cheng)(cheng)。之(zhi)后，Uranus便成為普(pu)遍接(jie)受的(de)(de)(de)名字。
天王星的(de)(de)(de)形容(rong)詞(ci)（Uranian）被鈾的(de)(de)(de)發(fa)現者Martin Klaproth用(yong)來命名在(zai)1789年新發(fa)現的(de)(de)(de)元素。Uranus的(de)(de)(de)重音(yin)(yin)在(zai)第一個(ge)音(yin)(yin)節，因為倒數第二個(ge)音(yin)(yin)a是短音(yin)(yin)（ūr?n?s）并(bing)且(qie)是開(kai)放的(de)(de)(de)音(yin)(yin)節。這樣的(de)(de)(de)音(yin)(yin)節在(zai)拉丁文中(zhong)從未被強調過，因此在(zai)傳統上名字的(de)(de)(de)正確(que)發(fa)音(yin)(yin)是來自英語(yu)的(de)(de)(de)[?j?.r?.n?s]。傳統上不正確(que)的(de)(de)(de)發(fa)音(yin)(yin)，重音(yin)(yin)落在(zai)第二音(yin)(yin)節并(bing)且(qie)將a發(fa)成長(chang)音(yin)(yin)是很普通的(de)(de)(de)。
天(tian)王(wang)星(xing)的(de)(de)(de)天(tian)文學(xue)符(fu)號(hao)是(shi)(shi)?，綜合了火(huo)(huo)星(xing)和太陽符(fu)號(hao)，因為天(tian)王(wang)星(xing)是(shi)(shi)希臘神(shen)話的(de)(de)(de)天(tian)空之(zhi)神(shen)，被認為是(shi)(shi)由太陽和火(huo)(huo)星(xing)聯(lian)合的(de)(de)(de)力量(liang)所控制的(de)(de)(de)。天(tian)王(wang)星(xing)在占星(xing)學(xue)上的(de)(de)(de)符(fu)號(hao)?，是(shi)(shi)拉(la)蘭德在1784年建議的(de)(de)(de)。在給赫(he)歇爾(er)的(de)(de)(de)一封(feng)信中(zhong)，拉(la)蘭德描述(shu)道“地(di)球(qiu)符(fu)號(hao)的(de)(de)(de)上方放置著(zhu)您姓(xing)氏的(de)(de)(de)首字母(mu)”（"un globe surmonté par la première lettre de votre nom"）。1859年，清代天(tian)文學(xue)家李善蘭在翻譯(yi)(yi)約翰·赫(he)歇爾(er)所著(zhu)的(de)(de)(de)《天(tian)文學(xue)綱要》的(de)(de)(de)譯(yi)(yi)著(zhu)《談天(tian)》中(zhong)，分別將Uranus與Neptune意譯(yi)(yi)為天(tian)王(wang)星(xing)、海(hai)王(wang)星(xing)，此后廣泛(fan)在中(zhong)國(guo)、日本、韓國(guo)和越南等亞洲國(guo)家使(shi)用。
天(tian)王(wang)星(xing)(xing)每84個(ge)地(di)球年(nian)環繞太陽公(gong)轉(zhuan)一(yi)(yi)周，與(yu)太陽的(de)(de)平均距離大(da)約30億公(gong)里(li)，陽光的(de)(de)強(qiang)度(du)只(zhi)有(you)地(di)球的(de)(de)1/400。天(tian)王(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)軌道參數(shu)在1783年(nian)首度(du)被(bei)拉普拉斯計(ji)算(suan)出來，但(dan)隨著時間，預測和觀(guan)測的(de)(de)位(wei)置開始(shi)(shi)出現(xian)(xian)誤(wu)差。在1841年(nian)，英國(guo)(guo)天(tian)文學(xue)家約翰·柯西·亞當斯（John Couch Adams）首先提出誤(wu)差也許(xu)可(ke)以歸結(jie)于一(yi)(yi)顆尚未(wei)被(bei)看(kan)見的(de)(de)行(xing)(xing)星(xing)(xing)的(de)(de)擾動(dong)。在1845年(nian)，法國(guo)(guo)天(tian)文教師(shi)勒(le)維耶（Urbain Le Verrier）開始(shi)(shi)獨立的(de)(de)進(jin)行(xing)(xing)天(tian)王(wang)星(xing)(xing)軌道的(de)(de)研究，在1846年(nian)9月23日，德國(guo)(guo)天(tian)文學(xue)家約翰·格(ge)弗里(li)恩·伽勒(le)（Johann Gottfried Galle）在勒(le)維耶預測位(wei)置的(de)(de)附(fu)近發現(xian)(xian)了(le)一(yi)(yi)顆新行(xing)(xing)星(xing)(xing)，稍(shao)后(hou)被(bei)命(ming)名(ming)為海王(wang)星(xing)(xing)。天(tian)王(wang)星(xing)(xing)內部的(de)(de)自(zi)轉(zhuan)周期是(shi)17小(xiao)時又14分，但(dan)和所有(you)巨行(xing)(xing)星(xing)(xing)一(yi)(yi)樣，天(tian)王(wang)星(xing)(xing)上部的(de)(de)大(da)氣層朝自(zi)轉(zhuan)的(de)(de)方向可(ke)以體(ti)驗到非常強(qiang)的(de)(de)風。實際上，在有(you)些緯度(du)，像是(shi)從赤道到南極的(de)(de)2/3緯度(du)上，可(ke)以看(kan)見移動(dong)得(de)非常迅速(su)的(de)(de)大(da)氣，只(zhi)要14個(ge)小(xiao)時就能完整的(de)(de)環繞行(xing)(xing)星(xing)(xing)自(zi)轉(zhuan)一(yi)(yi)周。
從1995至(zhi)2006年，天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)視星(xing)(xing)(xing)(xing)等(deng)(deng)在+5.6至(zhi)+5.9等(deng)(deng)之(zhi)間，勉強在肉眼可(ke)見(jian)的(de)(de)+6.0等(deng)(deng)之(zhi)上，它(ta)的(de)(de)角直徑(jing)在3.4至(zhi)3.7弧(hu)秒(miao)；比較土星(xing)(xing)(xing)(xing)是16至(zhi)20弧(hu)秒(miao)，木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)則是32至(zhi)45弧(hu)秒(miao)。在沖的(de)(de)時候，天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)可(ke)以用肉眼在黑暗、無光污染(ran)的(de)(de)天(tian)(tian)空直接看(kan)見(jian)，即使在城(cheng)市中也能(neng)輕(qing)易的(de)(de)使用雙筒(tong)望遠鏡看(kan)見(jian)。使用物(wu)鏡的(de)(de)口(kou)徑(jing)在15至(zhi)25厘(li)米的(de)(de)大型業余天(tian)(tian)文望遠鏡，天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)將呈現(xian)蒼白的(de)(de)深藍(lan)色盤狀與明(ming)顯的(de)(de)周邊昏暗；口(kou)徑(jing)25厘(li)米或更(geng)大的(de)(de)，云(yun)的(de)(de)型態和(he)(he)一些大的(de)(de)衛星(xing)(xing)(xing)(xing)，像是天(tian)(tian)衛三和(he)(he)天(tian)(tian)衛四，都有可(ke)能(neng)看(kan)見(jian)。
天(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)自轉軸可以(yi)說(shuo)是躺(tang)在(zai)軌(gui)(gui)道(dao)平面(mian)上(shang)的(de)(de)(de)(de)，傾斜的(de)(de)(de)(de)角度高達97.77°，這(zhe)使得(de)它的(de)(de)(de)(de)季節變化完全不同(tong)于(yu)其(qi)他的(de)(de)(de)(de)行星(xing)(xing)(xing)。其(qi)它行星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)自轉軸相(xiang)(xiang)對(dui)于(yu)太(tai)(tai)陽(yang)系的(de)(de)(de)(de)軌(gui)(gui)道(dao)平面(mian)都(dou)是朝上(shang)的(de)(de)(de)(de)，天(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)轉動則像球一樣側著滾動。當天(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)在(zai)至日(ri)前(qian)后時(shi)，一個極(ji)點會(hui)(hui)持續的(de)(de)(de)(de)指(zhi)向(xiang)(xiang)(xiang)太(tai)(tai)陽(yang)，另一個極(ji)點則背向(xiang)(xiang)(xiang)太(tai)(tai)陽(yang)。只有在(zai)赤道(dao)附近狹窄的(de)(de)(de)(de)區(qu)域內可以(yi)體會(hui)(hui)到迅速的(de)(de)(de)(de)日(ri)夜(ye)交替，但太(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)位置非常(chang)的(de)(de)(de)(de)低，有如在(zai)地球的(de)(de)(de)(de)極(ji)區(qu)；其(qi)余地區(qu)則是長(chang)晝或(huo)長(chang)夜(ye)，沒有日(ri)夜(ye)交替。運行到軌(gui)(gui)道(dao)的(de)(de)(de)(de)另一側時(shi)，換(huan)成軸的(de)(de)(de)(de)另一極(ji)指(zhi)向(xiang)(xiang)(xiang)太(tai)(tai)陽(yang)；每一個極(ji)都(dou)會(hui)(hui)有被(bei)太(tai)(tai)陽(yang)持續的(de)(de)(de)(de)照射42年(nian)的(de)(de)(de)(de)極(ji)晝，而在(zai)另外42年(nian)則處于(yu)極(ji)夜(ye)。在(zai)接近晝夜(ye)平分(fen)點（分(fen)點）時(shi)，太(tai)(tai)陽(yang)正(zheng)對(dui)著天(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)赤道(dao)，天(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)日(ri)夜(ye)交替會(hui)(hui)和其(qi)他的(de)(de)(de)(de)行星(xing)(xing)(xing)相(xiang)(xiang)似，在(zai)2007年(nian)12月7日(ri)，天(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)經過(guo)分(fen)點。
天(tian)王(wang)星(xing)主要是(shi)由(you)巖石與(yu)各(ge)種(zhong)(zhong)成(cheng)(cheng)分不同的(de)(de)(de)水冰物(wu)質(zhi)(zhi)所組(zu)成(cheng)(cheng)，其(qi)組(zu)成(cheng)(cheng)主要元素為(wei)氫（83%），其(qi)次(ci)為(wei)氦（15%）。在許多方面天(tian)王(wang)星(xing)（海王(wang)星(xing)也是(shi)）與(yu)大部(bu)分都是(shi)氣(qi)態氫組(zu)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)木(mu)星(xing)與(yu)土(tu)星(xing)不同，其(qi)性質(zhi)(zhi)比較接近(jin)木(mu)星(xing)與(yu)土(tu)星(xing)的(de)(de)(de)地核(he)部(bu)分，而(er)沒有類木(mu)行星(xing)包圍在外的(de)(de)(de)巨大液態氣(qi)體表面（主要是(shi)由(you)金屬氫化合物(wu)氣(qi)體受重力液化形成(cheng)(cheng)）。天(tian)王(wang)星(xing)并沒有土(tu)星(xing)與(yu)木(mu)星(xing)那樣的(de)(de)(de)巖石內核(he)，它的(de)(de)(de)金屬成(cheng)(cheng)分是(shi)以一(yi)種(zhong)(zhong)比較平(ping)均的(de)(de)(de)狀態分布在整個(ge)地殼之內。直(zhi)接以肉眼觀(guan)察，天(tian)王(wang)星(xing)的(de)(de)(de)表面呈(cheng)現(xian)洋藍色(se)，這(zhe)是(shi)因為(wei)它的(de)(de)(de)甲烷大氣(qi)吸(xi)收(shou)了大部(bu)分的(de)(de)(de)紅色(se)光譜所導致。
天(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)主要(yao)是(shi)由巖石(shi)與(yu)(yu)各種成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)不同的(de)(de)(de)(de)(de)水冰物(wu)質(zhi)(zhi)所組(zu)成(cheng)(cheng)，其組(zu)成(cheng)(cheng)主要(yao)元素為氫（83%），其次(ci)為氦（15%）。在許多方面天(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)（海王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)也是(shi)）與(yu)(yu)大部分(fen)(fen)都是(shi)氣態氫組(zu)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)木(mu)星(xing)(xing)(xing)與(yu)(yu)土星(xing)(xing)(xing)不同，其性(xing)質(zhi)(zhi)比(bi)較(jiao)接近(jin)木(mu)星(xing)(xing)(xing)與(yu)(yu)土星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)(di)核部分(fen)(fen)，而沒(mei)有(you)類(lei)木(mu)行(xing)星(xing)(xing)(xing)包圍在外的(de)(de)(de)(de)(de)巨大液態氣體(ti)表(biao)面（主要(yao)是(shi)由金屬氫化合物(wu)氣體(ti)受(shou)重力(li)液化形成(cheng)(cheng)）。天(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)大約是(shi)地(di)(di)球的(de)(de)(de)(de)(de)14.5倍(bei)，是(shi)類(lei)木(mu)行(xing)星(xing)(xing)(xing)中質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)最小的(de)(de)(de)(de)(de)。它的(de)(de)(de)(de)(de)密度是(shi)1.29公克/厘(li)米3只比(bi)土星(xing)(xing)(xing)高一些(xie)，直(zhi)徑(jing)雖(sui)然與(yu)(yu)海王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)相(xiang)似（大約是(shi)地(di)(di)球的(de)(de)(de)(de)(de)4倍(bei)），但質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)較(jiao)低(di)。這些(xie)數(shu)值顯(xian)示(shi)天(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)主要(yao)由各種各樣揮發(fa)性(xing)物(wu)質(zhi)(zhi)，例(li)如水、氨和(he)甲烷組(zu)成(cheng)(cheng)。天(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)內部冰的(de)(de)(de)(de)(de)總(zong)含量(liang)(liang)(liang)還不能精確的(de)(de)(de)(de)(de)知道，根據選(xuan)擇的(de)(de)(de)(de)(de)模型不同有(you)不同的(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)(liang)(liang)，但是(shi)總(zong)在地(di)(di)球質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)9.3至(zhi)13.5倍(bei)之間。氫和(he)氦在全體(ti)中只占(zhan)很小的(de)(de)(de)(de)(de)部分(fen)(fen)，大約在0.5至(zhi)1.5地(di)(di)球質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)。剩余的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)（0.5至(zhi)3.7地(di)(di)球質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)）才是(shi)巖石(shi)物(wu)質(zhi)(zhi)。
天(tian)王星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)標準模型結(jie)(jie)構(gou)包(bao)括三個層面(mian)：在中(zhong)(zhong)心是(shi)(shi)巖石的(de)(de)(de)核，中(zhong)(zhong)間是(shi)(shi)冰(bing)的(de)(de)(de)地(di)幔，最外面(mian)是(shi)(shi)氫/氦組成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)外殼。相較之(zhi)下核非(fei)常的(de)(de)(de)小，只(zhi)有(you)(you)0.55地(di)球質(zhi)(zhi)量，半徑不(bu)到天(tian)王星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)20%；地(di)幔則(ze)是(shi)(shi)個龐然(ran)大物(wu)，質(zhi)(zhi)量大約(yue)(yue)(yue)是(shi)(shi)地(di)球的(de)(de)(de)13.4倍；而(er)(er)最外層的(de)(de)(de)大氣層則(ze)相對上是(shi)(shi)不(bu)明確(que)的(de)(de)(de)，大約(yue)(yue)(yue)擴展占有(you)(you)剩(sheng)余20%的(de)(de)(de)半徑，但質(zhi)(zhi)量大約(yue)(yue)(yue)只(zhi)有(you)(you)地(di)球的(de)(de)(de)0.5倍。天(tian)王星(xing)(xing)(xing)核的(de)(de)(de)密度(du)大約(yue)(yue)(yue)是(shi)(shi)9g/cm3，在核和地(di)幔交界處的(de)(de)(de)壓力是(shi)(shi)800萬巴和大約(yue)(yue)(yue)5000K的(de)(de)(de)溫度(du)。冰(bing)地(di)幔實(shi)際上并不(bu)是(shi)(shi)由一(yi)般意義上所謂(wei)的(de)(de)(de)冰(bing)組成(cheng)(cheng)，而(er)(er)是(shi)(shi)由水、氨和其他(ta)揮發性(xing)物(wu)質(zhi)(zhi)組成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)熱且稠密的(de)(de)(de)流(liu)體。這些流(liu)體有(you)(you)高導電性(xing)，有(you)(you)時被稱(cheng)為(wei)水–氨的(de)(de)(de)海洋。天(tian)王星(xing)(xing)(xing)和海王星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)大塊結(jie)(jie)構(gou)與木(mu)星(xing)(xing)(xing)和土星(xing)(xing)(xing)相當的(de)(de)(de)不(bu)同，冰(bing)的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)多于氣體，因此有(you)(you)理由將她們(men)分(fen)開另成(cheng)(cheng)一(yi)類為(wei)冰(bing)巨星(xing)(xing)(xing)。
上面(mian)(mian)所考(kao)慮的(de)(de)(de)模型或(huo)(huo)多或(huo)(huo)少都是(shi)標(biao)準的(de)(de)(de)，但是(shi)其他的(de)(de)(de)模型也(ye)能滿足(zu)觀測的(de)(de)(de)結果(guo)。例如，如果(guo)大量的(de)(de)(de)氫和巖(yan)石混(hun)合在(zai)(zai)地幔中(zhong)，則冰(bing)的(de)(de)(de)總量就會減少，并(bing)且相對的(de)(de)(de)巖(yan)石和氫的(de)(de)(de)總量就會提(ti)高(gao)(gao)；可利用的(de)(de)(de)數據還不足(zu)以(yi)讓(rang)我(wo)門(men)確(que)認哪一種模型才是(shi)正確(que)的(de)(de)(de)。天(tian)王(wang)星(xing)內(nei)部的(de)(de)(de)流體(ti)結構(gou)意味(wei)著沒有固體(ti)表(biao)面(mian)(mian)，氣(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)(de)大氣(qi)(qi)層(ceng)是(shi)逐漸(jian)轉變成內(nei)部的(de)(de)(de)液體(ti)層(ceng)內(nei)。但是(shi)，為便于扁(bian)球體(ti)的(de)(de)(de)轉動，在(zai)(zai)大氣(qi)(qi)壓力達到1巴之處被定義和考(kao)慮為行星(xing)的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)時(shi)，天(tian)王(wang)星(xing)赤道半徑和極半徑分別是(shi)25559±4和24973±20公里。這樣的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)將作(zuo)為這篇文章中(zhong)高(gao)(gao)度的(de)(de)(de)零點。
天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)內(nei)熱(re)(re)看上(shang)去明(ming)顯的(de)(de)(de)比(bi)其他的(de)(de)(de)類木行(xing)星(xing)為低(di)，在(zai)天(tian)(tian)文的(de)(de)(de)項目中(zhong)，它是低(di)熱(re)(re)流(liu)量(liang)。仍不了解天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)內(nei)部的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)為何會如(ru)此(ci)低(di)，大小(xiao)和成(cheng)(cheng)(cheng)分與天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)像是雙胞胎的(de)(de)(de)海王(wang)(wang)星(xing)，放出(chu)(chu)至(zhi)太(tai)空中(zhong)的(de)(de)(de)熱(re)(re)量(liang)是得自太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)2.61倍；相反的(de)(de)(de)，天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)幾乎(hu)沒有多出(chu)(chu)來的(de)(de)(de)熱(re)(re)量(liang)被放出(chu)(chu)。天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)在(zai)遠紅外(wai)（也(ye)就(jiu)是熱(re)(re)輻射）的(de)(de)(de)部分釋出(chu)(chu)的(de)(de)(de)總能量(liang)是大氣層吸收自太(tai)陽(yang)(yang)能量(liang)的(de)(de)(de)1.06±0.08倍。事實上(shang)，天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)熱(re)(re)流(liu)量(liang)只有0.042±0.047w/m2，遠低(di)于地球內(nei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)流(liu)量(liang)0.075w/m2。天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)對流(liu)層頂的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)最(zui)低(di)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)紀錄只有49K，使天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)為太(tai)陽(yang)(yang)系溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)最(zui)低(di)的(de)(de)(de)行(xing)星(xing)，比(bi)海王(wang)(wang)星(xing)還要冷。在(zai)天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)被超重質(zhi)量(liang)天(tian)(tian)體撞(zhuang)擊而造成(cheng)(cheng)(cheng)自轉軸極(ji)度(du)(du)(du)傾斜的(de)(de)(de)撞(zhuang)擊假說中(zhong)，也(ye)包含了內(nei)熱(re)(re)的(de)(de)(de)流(liu)失(shi)，因此(ci)留給天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)一(yi)個(ge)內(nei)熱(re)(re)被耗盡的(de)(de)(de)核心溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)。另一(yi)種假說認為在(zai)天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)內(nei)部上(shang)層有阻止(zhi)內(nei)熱(re)(re)傳(chuan)達到表(biao)面的(de)(de)(de)障礙層存在(zai)，例如(ru)，對流(liu)也(ye)許(xu)僅發生在(zai)一(yi)組不同的(de)(de)(de)結構之間，也(ye)許(xu)禁止(zhi)熱(re)(re)能向上(shang)傳(chuan)遞。
根據旅(lv)行者(zhe)2號的探(tan)測結(jie)果，科(ke)學家推(tui)測天(tian)王(wang)星上(shang)(shang)可能有一個(ge)深(shen)度達10000公里、溫(wen)(wen)度高達6650℃，由水、硅、鎂、含氮分(fen)子(zi)、碳氫化合物(wu)及離子(zi)化物(wu)質組成(cheng)的液態海(hai)洋(yang)。由于天(tian)王(wang)星上(shang)(shang)巨(ju)大而沉重(zhong)的大氣壓(ya)力，令(ling)分(fen)子(zi)緊靠(kao)在一起，使得這(zhe)高溫(wen)(wen)海(hai)洋(yang)未能沸騰(teng)及蒸發。反過來，正由于海(hai)洋(yang)的高溫(wen)(wen)，恰好阻(zu)擋了高壓(ya)的大氣將海(hai)洋(yang)壓(ya)成(cheng)固(gu)態。海(hai)洋(yang)從天(tian)王(wang)星高溫(wen)(wen)的內核（高達6650攝(she)氏(shi)度）一直延(yan)伸(shen)到大氣層的底(di)部，覆(fu)蓋整(zheng)個(ge)天(tian)王(wang)星。必須強調的是，這(zhe)種(zhong)海(hai)洋(yang)與我們所理解的、地球上(shang)(shang)的海(hai)洋(yang)完全不同。也有觀點認為(wei)，天(tian)王(wang)星上(shang)(shang)并不存在這(zhe)種(zhong)海(hai)洋(yang)。
據2015年英國《每日郵報》報道，科(ke)(ke)學家(jia)們(men)在(zai)海(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)和天王(wang)(wang)(wang)星(xing)研究方面(mian)(mian)取得進展(zhan)，海(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)和天王(wang)(wang)(wang)星(xing)上(shang)(shang)或(huo)覆蓋(gai)有(you)大(da)片液(ye)態鉆石(shi)(shi)海(hai)，海(hai)面(mian)(mian)上(shang)(shang)還漂(piao)浮(fu)著類似(si)于冰山的(de)(de)、體積(ji)龐大(da)的(de)(de)固(gu)體鉆石(shi)(shi)。在(zai)進行(xing)了(le)一系列實(shi)驗(yan)之(zhi)后，科(ke)(ke)學家(jia)得出上(shang)(shang)述(shu)結論，并認為(wei)(wei)(wei)(wei)這(zhe)一發現可能有(you)助(zhu)于解釋(shi)這(zhe)兩(liang)個(ge)星(xing)球的(de)(de)一些奇怪特性(xing)。在(zai)其(qi)中一項實(shi)驗(yan)中，研究人員把鉆石(shi)(shi)放在(zai)與海(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)上(shang)(shang)一樣的(de)(de)高溫(wen)高壓(ya)環境(jing)之(zhi)下，檢測鉆石(shi)(shi)的(de)(de)變(bian)化(hua)。海(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)壓(ya)力為(wei)(wei)(wei)(wei)地球零(ling)(ling)海(hai)拔的(de)(de)1100萬倍，溫(wen)度(du)為(wei)(wei)(wei)(wei)5萬攝氏(shi)度(du)。實(shi)驗(yan)結果顯示，在(zai)壓(ya)力提高至(zhi)零(ling)(ling)海(hai)拔1100萬倍時(shi)，鉆石(shi)(shi)變(bian)成(cheng)液(ye)態；之(zhi)后再(zai)把溫(wen)度(du)提高至(zhi)5萬攝氏(shi)度(du)后，部(bu)分(fen)液(ye)態鉆石(shi)(shi)會再(zai)次(ci)變(bian)成(cheng)固(gu)體。但奇怪的(de)(de)是，這(zhe)些固(gu)態鉆石(shi)(shi)會漂(piao)浮(fu)在(zai)液(ye)態鉆石(shi)(shi)之(zhi)上(shang)(shang)，就(jiu)像(xiang)是“鉆石(shi)(shi)冰山”一樣。科(ke)(ke)學家(jia)們(men)認為(wei)(wei)(wei)(wei)，鉆石(shi)(shi)海(hai)洋的(de)(de)說法解釋(shi)了(le)海(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)和天王(wang)(wang)(wang)星(xing)磁(ci)極傾(qing)斜之(zhi)謎，這(zhe)兩(liang)個(ge)星(xing)球的(de)(de)磁(ci)極偏離地理極60度(du)左右。此外，這(zhe)也(ye)解釋(shi)了(le)為(wei)(wei)(wei)(wei)什(shen)么海(hai)王(wang)(wang)(wang)星(xing)和天王(wang)(wang)(wang)星(xing)10%的(de)(de)表面(mian)(mian)成(cheng)分(fen)為(wei)(wei)(wei)(wei)碳元(yuan)素。
在(zai)(zai)旅(lv)行者(zhe)2號(hao)抵達之(zhi)后，天(tian)(tian)王星(xing)的(de)磁層(ceng)從未被(bei)測量(liang)(liang)過，因(yin)此很自然的(de)還保持著神秘(mi)。在(zai)(zai)1986年之(zhi)前，因(yin)為天(tian)(tian)王星(xing)的(de)自轉軸就躺(tang)在(zai)(zai)黃道上(shang)，天(tian)(tian)文(wen)學(xue)家盼望(wang)能(neng)根據太陽風(feng)測量(liang)(liang)到(dao)天(tian)(tian)王星(xing)的(de)磁場。
旅行(xing)(xing)者(zhe)2號的(de)(de)(de)(de)(de)觀測顯示天(tian)王星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場是(shi)(shi)(shi)奇特的(de)(de)(de)(de)(de)，一是(shi)(shi)(shi)他不(bu)在行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)幾何中(zhong)心(xin)(xin)，再者(zhe)他相(xiang)對于(yu)自轉軸傾斜59°。事實上，磁(ci)(ci)極從行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)心(xin)(xin)偏離往南極達到(dao)行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)半(ban)(ban)徑的(de)(de)(de)(de)(de)1/3。這異常的(de)(de)(de)(de)(de)幾何關系導(dao)致一個(ge)非常不(bu)對稱的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)層，在南半(ban)(ban)球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)表面，磁(ci)(ci)場的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度低(di)于(yu)0.1高斯(si)，而在北半(ban)(ban)球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度高達1.1高斯(si)；在表面的(de)(de)(de)(de)(de)平均強(qiang)度是(shi)(shi)(shi)0.23高斯(si)。與地(di)球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場比較，兩極的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場強(qiang)度大約是(shi)(shi)(shi)相(xiang)等的(de)(de)(de)(de)(de)，并且“磁(ci)(ci)赤道(dao)”大致上也(ye)與物(wu)理上的(de)(de)(de)(de)(de)赤道(dao)平行(xing)(xing)，天(tian)王星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)偶極矩是(shi)(shi)(shi)地(di)球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)50倍。
海(hai)王星(xing)(xing)也(ye)有(you)一(yi)個(ge)(ge)相(xiang)似(si)的(de)(de)(de)偏移和傾斜(xie)的(de)(de)(de)磁(ci)場，因此有(you)人認(ren)(ren)為(wei)這是(shi)冰(bing)巨星(xing)(xing)的(de)(de)(de)共同特點。一(yi)種假說認(ren)(ren)為(wei)，不同于(yu)類地行(xing)星(xing)(xing)和氣體巨星(xing)(xing)的(de)(de)(de)磁(ci)場是(shi)由核心內部引發的(de)(de)(de)，冰(bing)巨星(xing)(xing)的(de)(de)(de)磁(ci)場是(shi)由相(xiang)對于(yu)表面下(xia)某(mou)一(yi)深度的(de)(de)(de)運動引起的(de)(de)(de)，例如(ru)水–氨(an)的(de)(de)(de)海(hai)洋。盡管有(you)這樣奇特的(de)(de)(de)準線，天王星(xing)(xing)的(de)(de)(de)磁(ci)層在(zai)其他方(fang)面與一(yi)般的(de)(de)(de)行(xing)星(xing)(xing)相(xiang)似(si)：在(zai)他的(de)(de)(de)前方(fang)，位(wei)于(yu)23個(ge)(ge)天王星(xing)(xing)半徑之處有(you)弓形(xing)震波，磁(ci)層頂在(zai)18個(ge)(ge)天王星(xing)(xing)半徑處，充分發展完整的(de)(de)(de)磁(ci)尾和輻射(she)帶。綜(zong)上(shang)所論，天王星(xing)(xing)的(de)(de)(de)磁(ci)層結構不同于(yu)木星(xing)(xing)的(de)(de)(de)，而比較像土星(xing)(xing)的(de)(de)(de)。天王星(xing)(xing)的(de)(de)(de)磁(ci)尾在(zai)天王星(xing)(xing)的(de)(de)(de)后方(fang)延伸至太空中(zhong)遠(yuan)達數百萬公里，并且(qie)因為(wei)行(xing)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)自轉被扭(niu)曲而斜(xie)向一(yi)側，像是(shi)拔瓶塞的(de)(de)(de)長螺旋桿。
天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)磁層包(bao)含帶電(dian)粒子(zi)(zi)：質(zhi)子(zi)(zi)和電(dian)子(zi)(zi)，還(huan)有少(shao)量的(de)(de)(de)H2+離(li)子(zi)(zi)，未曾偵測到(dao)重離(li)子(zi)(zi)。許多的(de)(de)(de)這(zhe)些微粒可能來自大氣層熱的(de)(de)(de)暈內。離(li)子(zi)(zi)和電(dian)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)能量分(fen)別可以高達4和1.2百萬電(dian)子(zi)(zi)伏特(te)。在磁層內側的(de)(de)(de)低能量（低于(yu)100電(dian)子(zi)(zi)伏特(te)）離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)密度(du)大約是(shi)2厘米-3。微粒的(de)(de)(de)分(fen)布受到(dao)天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)衛星(xing)強烈(lie)的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，在衛星(xing)經過之(zhi)后，磁層內會留下值得(de)注意(yi)的(de)(de)(de)空(kong)(kong)隙。微粒流量的(de)(de)(de)強度(du)在10萬年的(de)(de)(de)天(tian)(tian)文(wen)學時間尺(chi)度(du)下，足(zu)以造成(cheng)(cheng)衛星(xing)表面變暗或(huo)是(shi)太空(kong)(kong)風暴(bao)。這(zhe)或(huo)許就是(shi)造成(cheng)(cheng)衛星(xing)表面和環均勻一致(zhi)暗淡的(de)(de)(de)原因。在天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)兩個(ge)磁極(ji)附近，有相(xiang)對算是(shi)高度(du)發(fa)達的(de)(de)(de)極(ji)光，在磁極(ji)的(de)(de)(de)附近形(xing)成(cheng)(cheng)明亮的(de)(de)(de)弧。但(dan)是(shi)，不同于(yu)木星(xing)的(de)(de)(de)是(shi)，天(tian)(tian)王(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)極(ji)光對增溫層的(de)(de)(de)能量平衡似乎(hu)是(shi)無(wu)足(zu)輕重的(de)(de)(de)。
與其(qi)它的(de)(de)(de)(de)氣體巨(ju)星(xing)(xing)(xing)(xing)，甚至(zhi)(zhi)(zhi)是與相似(si)的(de)(de)(de)(de)海王星(xing)(xing)(xing)(xing)比較(jiao)，天(tian)王星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)氣層(ceng)(ceng)是非常平靜的(de)(de)(de)(de)。當旅(lv)行者2號在1986年飛掠(lve)過(guo)(guo)天(tian)王星(xing)(xing)(xing)(xing)時(shi)，總共觀(guan)察到了10個(ge)(ge)橫(heng)跨過(guo)(guo)整個(ge)(ge)行星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)云帶特征(zheng)(zheng)。有人提(ti)出解釋認(ren)為(wei)(wei)(wei)這種特征(zheng)(zheng)是天(tian)王星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)內(nei)熱低于其(qi)他(ta)巨(ju)大(da)(da)行星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)結果。在天(tian)王星(xing)(xing)(xing)(xing)記錄(lu)到的(de)(de)(de)(de)最(zui)低溫(wen)度是49K，比海王星(xing)(xing)(xing)(xing)還要冷(leng)，使(shi)天(tian)王星(xing)(xing)(xing)(xing)成為(wei)(wei)(wei)太陽系溫(wen)度最(zui)低的(de)(de)(de)(de)行星(xing)(xing)(xing)(xing)。雖然在天(tian)王星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)內(nei)部沒有明確的(de)(de)(de)(de)固體表面(mian)，天(tian)王星(xing)(xing)(xing)(xing)最(zui)外面(mian)的(de)(de)(de)(de)氣體包殼(ke)，也就是被稱為(wei)(wei)(wei)大(da)(da)氣層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)部分，卻很容易以(yi)遙傳感量。遙傳感量的(de)(de)(de)(de)能力(li)可(ke)以(yi)從(cong)1帕(pa)(pa)之處(chu)為(wei)(wei)(wei)起點向(xiang)下(xia)深入至(zhi)(zhi)(zhi)300公(gong)(gong)里(li)(li)，相當于100帕(pa)(pa)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)氣壓(ya)力(li)和(he)320K的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度。稀薄的(de)(de)(de)(de)暈從(cong)大(da)(da)氣壓(ya)力(li)1帕(pa)(pa)的(de)(de)(de)(de)表面(mian)向(xiang)外延(yan)伸(shen)擴展至(zhi)(zhi)(zhi)半徑兩倍(bei)之處(chu)，天(tian)王星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)氣層(ceng)(ceng)可(ke)以(yi)分為(wei)(wei)(wei)三層(ceng)(ceng)：對(dui)流層(ceng)(ceng)，從(cong)高度300至(zhi)(zhi)(zhi)50公(gong)(gong)里(li)(li)，大(da)(da)氣壓(ya)100帕(pa)(pa)至(zhi)(zhi)(zhi)0.1帕(pa)(pa)；平流層(ceng)(ceng)（同溫(wen)層(ceng)(ceng)），高度50至(zhi)(zhi)(zhi)4000公(gong)(gong)里(li)(li)，大(da)(da)氣壓(ya)力(li)0.1帕(pa)(pa)至(zhi)(zhi)(zhi)10-1?帕(pa)(pa)；熱層(ceng)(ceng)（增溫(wen)層(ceng)(ceng)或暈），從(cong)4000公(gong)(gong)里(li)(li)向(xiang)上延(yan)伸(shen)至(zhi)(zhi)(zhi)距離表面(mian)50,000公(gong)(gong)里(li)(li)處(chu)。沒有中間層(ceng)(ceng)和(he)散逸層(ceng)(ceng)。
天(tian)王(wang)星(xing)(xing)大(da)氣(qi)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)成分(fen)(fen)(fen)和(he)(he)(he)天(tian)王(wang)星(xing)(xing)整體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)成分(fen)(fen)(fen)不(bu)同，主要是(shi)氫(qing)分(fen)(fen)(fen)子和(he)(he)(he)氦(hai)。氦(hai)的(de)(de)(de)(de)(de)摩(mo)爾(er)(er)分(fen)(fen)(fen)數(shu)(shu)，這是(shi)每摩(mo)爾(er)(er)中(zhong)(zhong)(zhong)所(suo)含(han)有的(de)(de)(de)(de)(de)氦(hai)原子數(shu)(shu)量，是(shi)0.15±0.03；在(zai)(zai)(zai)對流層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)(shang)層(ceng)(ceng)，相當于(yu)0.26±0.05質(zhi)(zhi)量百(bai)分(fen)(fen)(fen)比(bi)。這個數(shu)(shu)值(zhi)很接近(jin)0.275±0.01的(de)(de)(de)(de)(de)原恒星(xing)(xing)質(zhi)(zhi)量百(bai)分(fen)(fen)(fen)比(bi)。顯示在(zai)(zai)(zai)氣(qi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)巨(ju)星(xing)(xing)中(zhong)(zhong)(zhong)，氦(hai)在(zai)(zai)(zai)行星(xing)(xing)中(zhong)(zhong)(zhong)是(shi)不(bu)穩定的(de)(de)(de)(de)(de)。在(zai)(zai)(zai)天(tian)王(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)氣(qi)層(ceng)(ceng)中(zhong)(zhong)(zhong)，含(han)量占(zhan)第三(san)位的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)甲(jia)(jia)烷（CH?）。甲(jia)(jia)烷在(zai)(zai)(zai)可(ke)見和(he)(he)(he)近(jin)紅外的(de)(de)(de)(de)(de)吸收帶(dai)為(wei)天(tian)王(wang)星(xing)(xing)制(zhi)造了(le)明顯的(de)(de)(de)(de)(de)藍綠或深藍的(de)(de)(de)(de)(de)顏色(se)。在(zai)(zai)(zai)大(da)氣(qi)壓力1.3帕的(de)(de)(de)(de)(de)甲(jia)(jia)烷云頂之下(xia)，甲(jia)(jia)烷在(zai)(zai)(zai)大(da)氣(qi)層(ceng)(ceng)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)摩(mo)爾(er)(er)分(fen)(fen)(fen)數(shu)(shu)是(shi)2.3%，這個量大(da)約是(shi)太(tai)陽的(de)(de)(de)(de)(de)20至30倍。混(hun)合的(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)率(lv)在(zai)(zai)(zai)大(da)氣(qi)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)(shang)層(ceng)(ceng)由于(yu)極(ji)端的(de)(de)(de)(de)(de)低(di)溫(wen)，降低(di)了(le)飽(bao)合的(de)(de)(de)(de)(de)水平并且造成多(duo)余的(de)(de)(de)(de)(de)甲(jia)(jia)烷結冰。對低(di)揮(hui)發性(xing)物質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)豐(feng)富度，像(xiang)是(shi)氨(an)、水和(he)(he)(he)硫化(hua)(hua)氫(qing)，在(zai)(zai)(zai)大(da)氣(qi)層(ceng)(ceng)深處(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量所(suo)知(zhi)有限，但是(shi)大(da)概也(ye)會高于(yu)太(tai)陽內的(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量。除(chu)甲(jia)(jia)烷之外，在(zai)(zai)(zai)天(tian)王(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)(shang)層(ceng)(ceng)大(da)氣(qi)層(ceng)(ceng)中(zhong)(zhong)(zhong)可(ke)以(yi)追蹤到各種(zhong)各樣微量的(de)(de)(de)(de)(de)碳氫(qing)化(hua)(hua)合物，被認為(wei)是(shi)太(tai)陽的(de)(de)(de)(de)(de)紫外線輻射導(dao)致(zhi)甲(jia)(jia)烷光解產生的(de)(de)(de)(de)(de)。包括乙烷（C?H?）、乙炔（C?H?）、甲(jia)(jia)基乙炔（CH?C?H）、聯乙炔（C?HC?H）。光譜(pu)也(ye)揭(jie)露了(le)水蒸汽(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)蹤影，一氧(yang)化(hua)(hua)碳和(he)(he)(he)二(er)氧(yang)化(hua)(hua)碳在(zai)(zai)(zai)大(da)氣(qi)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)(shang)層(ceng)(ceng)，但可(ke)能(neng)只是(shi)來自于(yu)彗星(xing)(xing)和(he)(he)(he)其他外部天(tian)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)落塵(chen)。
對(dui)流(liu)(liu)層(ceng)(ceng)(ceng)是大(da)(da)氣層(ceng)(ceng)(ceng)最(zui)低和密度(du)(du)最(zui)高(gao)的(de)部分，溫(wen)度(du)(du)隨著高(gao)度(du)(du)增加而降(jiang)低，溫(wen)度(du)(du)從有名無實的(de)底部大(da)(da)約320K，300公里，降(jiang)低至53K，高(gao)度(du)(du)50公里。在(zai)對(dui)流(liu)(liu)層(ceng)(ceng)(ceng)頂實際(ji)的(de)最(zui)低溫(wen)度(du)(du)在(zai)49至57K，依在(zai)行星上的(de)高(gao)度(du)(du)來決定。對(dui)流(liu)(liu)層(ceng)(ceng)(ceng)頂是行星的(de)上升暖氣流(liu)(liu)輻射遠紅外線(xian)最(zui)主要的(de)區域，由此(ci)處(chu)測量到的(de)有效溫(wen)度(du)(du)是59.1±0.3K。對(dui)流(liu)(liu)層(ceng)(ceng)(ceng)應該還(huan)有高(gao)度(du)(du)復雜的(de)云(yun)(yun)系結構，水云(yun)(yun)被假(jia)設(she)在(zai)大(da)(da)氣壓力50至100帕(pa)，氨(an)氫硫化(hua)(hua)物云(yun)(yun)在(zai)20至40帕(pa)的(de)壓力范(fan)圍內(nei)，氨(an)或氫硫化(hua)(hua)物云(yun)(yun)在(zai)3和10帕(pa)，最(zui)后是直接偵測到的(de)甲(jia)烷云(yun)(yun)在(zai)1至2帕(pa)。對(dui)流(liu)(liu)層(ceng)(ceng)(ceng)是大(da)(da)氣層(ceng)(ceng)(ceng)內(nei)非常活躍的(de)部分，表現出(chu)強風(feng)、亮云(yun)(yun)和季節(jie)性的(de)變化(hua)(hua)。
天(tian)王(wang)(wang)星(xing)大氣(qi)(qi)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)中層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)是(shi)平(ping)流層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，此處(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)逐漸(jian)增加，從對(dui)(dui)(dui)流層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)頂(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)53K上(shang)升至增溫層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)底(di)的(de)(de)(de)(de)(de)800至850K。平(ping)流層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)加熱來(lai)自(zi)甲(jia)烷和(he)其(qi)(qi)他碳(tan)氫(qing)(qing)化(hua)(hua)合(he)(he)物吸收(shou)的(de)(de)(de)(de)(de)太陽紫外(wai)線和(he)紅外(wai)線輻射，大氣(qi)(qi)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)這(zhe)種形(xing)式是(shi)甲(jia)烷的(de)(de)(de)(de)(de)光解造成的(de)(de)(de)(de)(de)。來(lai)自(zi)增溫層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)熱也許也值(zhi)(zhi)得注意。碳(tan)氫(qing)(qing)化(hua)(hua)合(he)(he)物相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)(dui)來(lai)說只是(shi)很窄的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，高度(du)(du)在(zai)(zai)100至280公里，相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)(dui)于(yu)氣(qi)(qi)壓(ya)是(shi)10微帕至0.1微帕，溫度(du)(du)在(zai)(zai)75K和(he)170K之間。含量最多的(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)氫(qing)(qing)化(hua)(hua)合(he)(he)物是(shi)乙(yi)(yi)炔和(he)乙(yi)(yi)烷，相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)(dui)于(yu)氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)混(hun)合(he)(he)比率是(shi)×10?，與(yu)甲(jia)烷和(he)一(yi)氧化(hua)(hua)碳(tan)在(zai)(zai)這(zhe)個(ge)高度(du)(du)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)混(hun)合(he)(he)比率相(xiang)(xiang)似。更重的(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)氫(qing)(qing)化(hua)(hua)合(he)(he)物、二氧化(hua)(hua)碳(tan)和(he)水蒸氣(qi)(qi)，在(zai)(zai)混(hun)合(he)(he)的(de)(de)(de)(de)(de)比率上(shang)還(huan)要低(di)三個(ge)數(shu)量級。乙(yi)(yi)烷和(he)乙(yi)(yi)炔在(zai)(zai)平(ping)流層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)內(nei)溫度(du)(du)和(he)高度(du)(du)較低(di)處(chu)與(yu)對(dui)(dui)(dui)流層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)頂(ding)傾向于(yu)凝(ning)聚而(er)形(xing)成數(shu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)陰霾的(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，那些也可能被(bei)視為出(chu)天(tian)王(wang)(wang)星(xing)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)云(yun)帶。然而(er)，碳(tan)氫(qing)(qing)化(hua)(hua)合(he)(he)物集(ji)中在(zai)(zai)在(zai)(zai)天(tian)王(wang)(wang)星(xing)平(ping)流層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)陰霾之上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)高度(du)(du)比其(qi)(qi)他類木行星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)高度(du)(du)要低(di)是(shi)值(zhi)(zhi)得注意的(de)(de)(de)(de)(de)。
天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)大(da)(da)氣層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)最外(wai)層(ceng)(ceng)(ceng)是(shi)熱層(ceng)(ceng)(ceng)（增溫(wen)(wen)(wen)層(ceng)(ceng)(ceng)或暈(yun)），有著均勻一致的(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)，大(da)(da)約在800至(zhi)850K。仍不了解是(shi)何種熱源(yuan)(yuan)支撐著如(ru)此(ci)的(de)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)，雖然低(di)效率(lv)的(de)冷卻作用和(he)平(ping)流(liu)層(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)碳氫(qing)化合(he)物(wu)也能(neng)貢獻一些能(neng)源(yuan)(yuan)，但即(ji)使是(shi)太陽的(de)遠(yuan)(yuan)紫外(wai)線和(he)超紫外(wai)線輻射，或是(shi)極(ji)光(guang)活動(dong)(dong)都不足以(yi)(yi)提供所(suo)需的(de)能(neng)量(liang)。除此(ci)之外(wai)，氫(qing)分子和(he)增溫(wen)(wen)(wen)層(ceng)(ceng)(ceng)與(yu)暈(yun)擁有大(da)(da)比例的(de)自(zi)由氫(qing)原子，她們的(de)低(di)分子量(liang)和(he)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)可以(yi)(yi)解釋(shi)為(wei)何暈(yun)可以(yi)(yi)從(cong)行星(xing)(xing)擴展至(zhi)50000公里(li)，天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)半徑的(de)倆(lia)倍(bei)遠(yuan)(yuan)。這(zhe)個延伸的(de)暈(yun)是(shi)天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)的(de)一個獨(du)特(te)的(de)特(te)點。他的(de)作用包(bao)括(kuo)阻尼環繞天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)的(de)小(xiao)顆粒，導致一些天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)環中(zhong)塵(chen)粒的(de)耗損(sun)。天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)的(de)增溫(wen)(wen)(wen)層(ceng)(ceng)(ceng)和(he)平(ping)流(liu)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)上(shang)層(ceng)(ceng)(ceng)對應著天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)的(de)電(dian)離(li)(li)層(ceng)(ceng)(ceng)。觀測顯(xian)(xian)示(shi)電(dian)離(li)(li)層(ceng)(ceng)(ceng)占據2000至(zhi)10000公里(li)的(de)高(gao)度(du)。天(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)電(dian)離(li)(li)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)密(mi)度(du)比土(tu)星(xing)(xing)或海(hai)王(wang)星(xing)(xing)高(gao)，這(zhe)可能(neng)肇因于(yu)碳氫(qing)化合(he)物(wu)在平(ping)流(liu)層(ceng)(ceng)(ceng)低(di)處的(de)集中(zhong)。電(dian)離(li)(li)層(ceng)(ceng)(ceng)是(shi)承受(shou)太陽紫外(wai)線輻射的(de)主要(yao)區域(yu)，它的(de)密(mi)度(du)也依據太陽活動(dong)(dong)而改變。極(ji)光(guang)活動(dong)(dong)不如(ru)木(mu)星(xing)(xing)和(he)土(tu)星(xing)(xing)的(de)明顯(xian)(xian)和(he)重大(da)(da)。
在紫外線與(yu)可見(jian)光波段下(xia)與(yu)其他的(de)氣體巨星(xing)(xing)(xing)(xing)，甚至是(shi)(shi)與(yu)相(xiang)似(si)的(de)海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)比較，天王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)大(da)氣層是(shi)(shi)非常平靜的(de)。當(dang)旅行(xing)者2號(hao)在1986年(nian)飛(fei)掠過天王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)時，總共觀察(cha)到(dao)了10個橫跨過整個行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)云帶特(te)征。有人提出解釋認為這(zhe)種特(te)征是(shi)(shi)天王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)內熱低于(yu)其他巨大(da)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)結(jie)果(guo)。記錄到(dao)天王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)對流(liu)層頂的(de)最低溫度是(shi)(shi)49K，比海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)還要(yao)冷(leng)，使天王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)成為太陽系溫度最低的(de)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)（原來(lai)九大(da)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)中溫度最低的(de)冥(ming)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)已不再是(shi)(shi)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)）。
在(zai)(zai)(zai)1986年，旅行者2號(hao)發現可(ke)(ke)見的(de)(de)(de)(de)天王星(xing)南半球(qiu)可(ke)(ke)以被(bei)細分成(cheng)兩個(ge)區域(yu)：明(ming)亮(liang)的(de)(de)(de)(de)極(ji)區和暗淡的(de)(de)(de)(de)赤道帶(dai)狀區。兩這區的(de)(de)(de)(de)分界大約在(zai)(zai)(zai)緯度-45°的(de)(de)(de)(de)附近。一條跨越在(zai)(zai)(zai)-45°至-50°之間的(de)(de)(de)(de)狹窄(zhai)帶(dai)狀物是(shi)(shi)在(zai)(zai)(zai)行星(xing)表面上(shang)能夠看見的(de)(de)(de)(de)最亮(liang)的(de)(de)(de)(de)大特征(zheng)，被(bei)稱為(wei)南半球(qiu)的(de)(de)(de)(de)“衣領(ling)”。極(ji)冠和衣領(ling)被(bei)認為(wei)是(shi)(shi)甲烷云密集的(de)(de)(de)(de)區域(yu)，位(wei)置在(zai)(zai)(zai)大氣壓(ya)力1.3至2帕的(de)(de)(de)(de)高(gao)度。很不幸的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)，旅行者2號(hao)抵(di)達時(shi)正是(shi)(shi)盛夏，而且觀察不到(dao)北半球(qiu)的(de)(de)(de)(de)部分。不過，從21世紀開始之際(ji)，北半球(qiu)的(de)(de)(de)(de)“衣領(ling)”和極(ji)區就可(ke)(ke)以被(bei)哈勃太(tai)空望遠鏡和凱克望遠鏡觀測到(dao)。結(jie)(jie)果(guo)，天王星(xing)看起來是(shi)(shi)不對稱的(de)(de)(de)(de)：靠近南極(ji)是(shi)(shi)明(ming)亮(liang)的(de)(de)(de)(de)，從南半球(qiu)的(de)(de)(de)(de)“衣領(ling)”以北都是(shi)(shi)一樣的(de)(de)(de)(de)黑暗。天王星(xing)上(shang)之后(hou)可(ke)(ke)能出現的(de)(de)(de)(de)季節變化，將會被(bei)詳細的(de)(de)(de)(de)討論(lun)。天王星(xing)可(ke)(ke)以觀察到(dao)的(de)(de)(de)(de)緯度結(jie)(jie)構和木星(xing)與土(tu)星(xing)是(shi)(shi)不同的(de)(de)(de)(de)，它們展現出許多條狹窄(zhai)但色彩(cai)豐富(fu)的(de)(de)(de)(de)帶(dai)狀結(jie)(jie)構。
1990年代(dai)的(de)(de)(de)(de)高(gao)分辨率成像觀測表明，亮(liang)(liang)云(yun)特(te)征的(de)(de)(de)(de)數(shu)量有(you)著(zhu)明顯(xian)的(de)(de)(de)(de)增長。它(ta)們多(duo)數(shu)都出(chu)現于北半(ban)球(qiu)(qiu)開始成為(wei)可以看見的(de)(de)(de)(de)區(qu)域(yu)。早期的(de)(de)(de)(de)解釋(shi)—認為(wei)是亮(liang)(liang)云(yun)在(zai)行(xing)星黑(hei)暗(an)的(de)(de)(de)(de)部分比(bi)較(jiao)容易(yi)被(bei)分辨出(chu)來，而在(zai)南半(ban)球(qiu)(qiu)則被(bei)明亮(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)“衣領”掩蓋掉—被(bei)證明是錯誤(wu)的(de)(de)(de)(de)，實(shi)際上(shang)特(te)征數(shu)量已確(que)實(shi)顯(xian)著(zhu)增加。不過，兩個(ge)半(ban)球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)亮(liang)(liang)云(yun)是有(you)區(qu)別的(de)(de)(de)(de)，北半(ban)球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)亮(liang)(liang)云(yun)較(jiao)小(xiao)(xiao)(xiao)、較(jiao)尖銳和較(jiao)明亮(liang)(liang)。它(ta)們看上(shang)去都躺在(zai)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)高(gao)度。亮(liang)(liang)云(yun)的(de)(de)(de)(de)生命期有(you)著(zhu)極(ji)大的(de)(de)(de)(de)差異，一些(xie)小(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)只有(you)幾小(xiao)(xiao)(xiao)時，而南半(ban)球(qiu)(qiu)至(zhi)少(shao)有(you)一個(ge)從旅(lv)行(xing)者(zhe)飛(fei)掠(lve)過后仍一直(zhi)存在(zai)著(zhu)。最近的(de)(de)(de)(de)觀察也(ye)發現，雖(sui)然天王星的(de)(de)(de)(de)氣候較(jiao)為(wei)平靜，但天王星的(de)(de)(de)(de)亮(liang)(liang)云(yun)有(you)許多(duo)特(te)性與海王星相同。
追蹤這些有特(te)征的(de)亮(liang)云，可(ke)以測(ce)量出天王星(xing)對(dui)(dui)流層上方(fang)(fang)的(de)風(feng)(feng)是如何在(zai)(zai)極(ji)區咆哮。在(zai)(zai)赤(chi)道(dao)的(de)風(feng)(feng)是退行的(de)，意味著(zhu)它們吹的(de)方(fang)(fang)向與自轉的(de)方(fang)(fang)向相反(fan)，它們的(de)速度(du)從(cong)?100至?50米/秒(miao)(miao)。風(feng)(feng)速隨著(zhu)遠離赤(chi)道(dao)的(de)距離而(er)增(zeng)加(jia)，大約在(zai)(zai)緯(wei)度(du)±20°靜止不動，這兒也(ye)是對(dui)(dui)流層溫(wen)度(du)最(zui)(zui)低之處。再往極(ji)區移動，風(feng)(feng)向也(ye)轉成與行星(xing)自轉的(de)方(fang)(fang)向一致，風(feng)(feng)速則持續增(zeng)加(jia)，在(zai)(zai)北(bei)(bei)緯(wei)60°處達(da)到(dao)(dao)最(zui)(zui)大值，然(ran)后下降至極(ji)區減弱為0。在(zai)(zai)南(nan)緯(wei)40°附近(jin)，風(feng)(feng)速從(cong)150到(dao)(dao)200米/秒(miao)(miao)，因(yin)為“衣領”蓋過了所有平行的(de)亮(liang)云，無法測(ce)量從(cong)哪(na)兒到(dao)(dao)南(nan)極(ji)之間的(de)風(feng)(feng)速。與北(bei)(bei)半球(qiu)對(dui)(dui)照，風(feng)(feng)速在(zai)(zai)緯(wei)度(du)+50°達(da)到(dao)(dao)最(zui)(zui)大值，速度(du)高達(da)240米/秒(miao)(miao)。
2004年(nian)(nian)(nian)3月(yue)到5月(yue)這(zhe)一(yi)短暫期(qi)間，很(hen)多片大(da)(da)塊亮云出現(xian)(xian)(xian)天(tian)王(wang)星(xing)(xing)大(da)(da)氣層里，這(zhe)讓天(tian)王(wang)星(xing)(xing)有著(zhu)類似(si)海王(wang)星(xing)(xing)般的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)外觀(guan)。觀(guan)察到229米/秒(miao)（824公里/時）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)破(po)表(biao)風速，和(he)被(bei)稱為“7月(yue)4日(ri)(ri)煙火”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)雷雨風暴。2006年(nian)(nian)(nian)8月(yue)23日(ri)(ri)，科羅拉多州博爾德市(shi)太空科學學院和(he)威斯康(kang)辛大(da)(da)學的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究員觀(guan)察到天(tian)王(wang)星(xing)(xing)表(biao)面有一(yi)個(ge)大(da)(da)黑(hei)斑，讓天(tian)文學家對(dui)天(tian)王(wang)星(xing)(xing)大(da)(da)氣層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)活動有更多的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)了解。雖然為何這(zhe)突如(ru)其來活動暴漲的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發生原(yuan)因仍未被(bei)研究員所明了，但是(shi)它呈現(xian)(xian)(xian)了天(tian)王(wang)星(xing)(xing)極(ji)度傾斜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)轉(zhuan)軸(zhou)所帶來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)季節性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氣候變(bian)(bian)(bian)(bian)化。要確認這(zhe)種季節變(bian)(bian)(bian)(bian)化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)本質是(shi)很(hen)困難的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，因為對(dui)天(tian)王(wang)星(xing)(xing)大(da)(da)氣層堪(kan)用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)察數(shu)據仍少于(yu)84年(nian)(nian)(nian)，也(ye)就是(shi)一(yi)個(ge)完整的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)王(wang)星(xing)(xing)年(nian)(nian)(nian)。雖然已經有了一(yi)定數(shu)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發現(xian)(xian)(xian)，光(guang)(guang)度學的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)測(ce)已經累積了半個(ge)天(tian)王(wang)星(xing)(xing)年(nian)(nian)(nian)（從(cong)1950年(nian)(nian)(nian)代(dai)起算），在兩個(ge)光(guang)(guang)譜帶上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)度變(bian)(bian)(bian)(bian)化已經呈現(xian)(xian)(xian)了規(gui)律性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)(bian)化，最大(da)(da)值(zhi)(zhi)出現(xian)(xian)(xian)于(yu)至點，最小值(zhi)(zhi)出現(xian)(xian)(xian)于(yu)晝夜平分點。從(cong)1960年(nian)(nian)(nian)開始的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)微波(bo)觀(guan)測(ce)，深入對(dui)流層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內部，也(ye)得到相似(si)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)周期(qi)變(bian)(bian)(bian)(bian)化，最大(da)(da)值(zhi)(zhi)也(ye)在至點。從(cong)20世紀(ji)70年(nian)(nian)(nian)代(dai)開始對(dui)平流層進行的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度測(ce)量(liang)也(ye)顯示最大(da)(da)值(zhi)(zhi)出現(xian)(xian)(xian)于(yu)1986年(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)至日(ri)(ri)附近。多數(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)(bian)化相信與可(ke)觀(guan)察到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)幾何變(bian)(bian)(bian)(bian)化相關(guan)。
然(ran)而，有某些理(li)由相信天(tian)王星物(wu)理(li)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)季(ji)節(jie)變(bian)(bian)化(hua)(hua)也(ye)在(zai)(zai)發生。當南(nan)極(ji)區域變(bian)(bian)得明(ming)亮(liang)(liang)時(shi)(shi)，北(bei)極(ji)相對(dui)的(de)(de)(de)(de)(de)呈現(xian)黑暗(an)，這(zhe)與上述概要性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)季(ji)節(jie)變(bian)(bian)化(hua)(hua)模(mo)型是不符合的(de)(de)(de)(de)(de)。在(zai)(zai)1944年抵達北(bei)半(ban)(ban)球(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)至(zhi)點之前(qian)，天(tian)王星亮(liang)(liang)度急遽提(ti)升，顯示(shi)北(bei)極(ji)不是永遠(yuan)(yuan)黑暗(an)的(de)(de)(de)(de)(de)。這(zhe)個現(xian)象意味著可以(yi)看見的(de)(de)(de)(de)(de)極(ji)區在(zai)(zai)至(zhi)日之前(qian)開始(shi)變(bian)(bian)亮(liang)(liang)，并且在(zai)(zai)晝夜平分點之后開始(shi)變(bian)(bian)暗(an)。詳細的(de)(de)(de)(de)(de)分析可見光和微波的(de)(de)(de)(de)(de)資料，顯示(shi)亮(liang)(liang)度的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)(hua)周期在(zai)(zai)至(zhi)點的(de)(de)(de)(de)(de)附近不是完全的(de)(de)(de)(de)(de)對(dui)稱，這(zhe)也(ye)顯示(shi)出在(zai)(zai)子午圈(quan)上反照率變(bian)(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)式。最后，在(zai)(zai)20世(shi)紀90年代，在(zai)(zai)天(tian)王星離開至(zhi)點的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)期，哈柏太(tai)空望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)和地基的(de)(de)(de)(de)(de)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)顯示(shi)南(nan)極(ji)冠出現(xian)可以(yi)察覺的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)暗(an)（南(nan)半(ban)(ban)球(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)“衣領”除外，它依然(ran)明(ming)亮(liang)(liang)），同時(shi)(shi)，北(bei)半(ban)(ban)球(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)活動也(ye)證(zheng)實(shi)是增強(qiang)了，例如云層的(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)和更強(qiang)的(de)(de)(de)(de)(de)風，支持期望(wang)的(de)(de)(de)(de)(de)亮(liang)(liang)度增加應該很(hen)快(kuai)就會開始(shi)。
天(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)物理變(bian)(bian)化(hua)的(de)(de)機(ji)制還(huan)不(bu)是很(hen)清楚，在(zai)接近至點，天(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)的(de)(de)一個半球(qiu)沐浴在(zai)陽(yang)光之下，另一個半球(qiu)則對向幽暗的(de)(de)深空。受光半球(qiu)的(de)(de)明亮(liang)曾(ceng)被認為(wei)是對流層里來(lai)自(zi)甲(jia)烷(wan)云(yun)與陰霾層局部增厚的(de)(de)結果(guo)。在(zai)緯度-45°的(de)(de)明亮(liang)“衣領”也與甲(jia)烷(wan)云(yun)有所關聯(lian)。在(zai)南半球(qiu)極(ji)區(qu)的(de)(de)其他變(bian)(bian)化(hua)，也可以用低層云(yun)的(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)來(lai)解釋。來(lai)自(zi)天(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)微波發(fa)射(she)譜線(xian)上的(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)，或許是在(zai)對流層深處的(de)(de)循環變(bian)(bian)化(hua)造成的(de)(de)，因(yin)為(wei)厚實的(de)(de)極(ji)區(qu)云(yun)層和(he)霧霾可能會(hui)阻(zu)礙對流。天(tian)王(wang)(wang)星(xing)(xing)春天(tian)和(he)秋天(tian)的(de)(de)晝夜平分(fen)點即將來(lai)臨，動(dong)力學上的(de)(de)改變(bian)(bian)和(he)對流可能會(hui)再發(fa)生(sheng)。
在1986年，旅行者2號飛掠時，天王(wang)星(xing)的(de)(de)南(nan)(nan)極(ji)幾乎(hu)正(zheng)對著太陽。標(biao)記這(zhe)個極(ji)是(shi)(shi)(shi)(shi)南(nan)(nan)極(ji)是(shi)(shi)(shi)(shi)基(ji)于國(guo)際天文聯合(he)會(hui)的(de)(de)定(ding)義：行星(xing)或衛星(xing)的(de)(de)北(bei)極(ji)，是(shi)(shi)(shi)(shi)指向(xiang)太陽系(xi)不變平面的(de)(de)上方(fang)(fang)(fang)（不是(shi)(shi)(shi)(shi)由(you)自轉(zhuan)的(de)(de)方(fang)(fang)(fang)向(xiang)來(lai)決定(ding)）。但是(shi)(shi)(shi)(shi)，仍(reng)然有不同的(de)(de)協定(ding)被(bei)使用(yong)著：一個天體(ti)依據右(you)手定(ding)則(ze)所(suo)定(ding)義的(de)(de)自轉(zhuan)方(fang)(fang)(fang)向(xiang)來(lai)決定(ding)北(bei)極(ji)和南(nan)(nan)極(ji)。根據后者的(de)(de)坐標(biao)系(xi)，1986年在陽光下的(de)(de)極(ji)則(ze)是(shi)(shi)(shi)(shi)北(bei)極(ji)。
天(tian)王(wang)(wang)(wang)星(xing)有一個(ge)(ge)(ge)暗(an)淡的(de)(de)(de)(de)行星(xing)環(huan)(huan)(huan)系(xi)統，由(you)直徑(jing)約十(shi)米(mi)的(de)(de)(de)(de)黑暗(an)粒狀物(wu)組成(cheng)。這是繼土(tu)星(xing)環(huan)(huan)(huan)之(zhi)后，在太(tai)陽系(xi)內發現的(de)(de)(de)(de)第二個(ge)(ge)(ge)環(huan)(huan)(huan)系(xi)統。天(tian)王(wang)(wang)(wang)星(xing)環(huan)(huan)(huan)包含13個(ge)(ge)(ge)已命名的(de)(de)(de)(de)小環(huan)(huan)(huan)，其(qi)中最明亮的(de)(de)(de)(de)是ε環(huan)(huan)(huan)（Epsilon），其(qi)他的(de)(de)(de)(de)環(huan)(huan)(huan)都非(fei)常黯淡。天(tian)王(wang)(wang)(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)光環(huan)(huan)(huan)像木星(xing)的(de)(de)(de)(de)光環(huan)(huan)(huan)一樣(yang)暗(an)，但又像土(tu)星(xing)的(de)(de)(de)(de)光環(huan)(huan)(huan)那樣(yang)有相當大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)直徑(jing)。天(tian)王(wang)(wang)(wang)星(xing)環(huan)(huan)(huan)被認為是相當年輕的(de)(de)(de)(de)，在圓環(huan)(huan)(huan)周圍(wei)的(de)(de)(de)(de)空隙(xi)和(he)不透明部分的(de)(de)(de)(de)區別，暗(an)示她們不是與天(tian)王(wang)(wang)(wang)星(xing)同時形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)，環(huan)(huan)(huan)中的(de)(de)(de)(de)物(wu)質可能(neng)(neng)來自被高(gao)速撞擊(ji)或潮汐力粉碎的(de)(de)(de)(de)衛(wei)星(xing)。而最外面的(de)(de)(de)(de)第5個(ge)(ge)(ge)環(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)分大(da)(da)部分是直徑(jing)為幾(ji)米(mi)到幾(ji)十(shi)米(mi)的(de)(de)(de)(de)冰塊。除此之(zhi)外，天(tian)王(wang)(wang)(wang)星(xing)可能(neng)(neng)還存在著大(da)(da)量的(de)(de)(de)(de)窄環(huan)(huan)(huan)，寬度僅有50米(mi)，單環(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)環(huan)(huan)(huan)反射率非(fei)常低。
天王星(xing)環(huan)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)現(xian)(xian)日期(qi)是1977年(nian)(nian)3月10日，在James L. Elliot、Edward W. Dunham、和Douglas J.Mink使(shi)用柯伊伯機(ji)載天文臺觀(guan)(guan)測(ce)時(shi)。這(zhe)個發(fa)(fa)(fa)現(xian)(xian)是很意外的(de)(de)(de)，他(ta)們(men)原本的(de)(de)(de)計劃是觀(guan)(guan)測(ce)天王星(xing)掩蔽SAO158687以(yi)研究天王星(xing)的(de)(de)(de)大氣層。然而，當他(ta)們(men)分析觀(guan)(guan)測(ce)的(de)(de)(de)資料時(shi)，發(fa)(fa)(fa)現(xian)(xian)行星(xing)遮掩的(de)(de)(de)前(qian)后，這(zhe)顆恒星(xing)都曾(ceng)經短暫的(de)(de)(de)消失了五(wu)次。他(ta)們(men)認為，必須有個環(huan)系(xi)統圍繞著行星(xing)才能解釋。后來他(ta)們(men)又偵測(ce)到(dao)四個額(e)外的(de)(de)(de)環(huan)。旅(lv)行者2號(hao)在1986年(nian)(nian)飛掠過(guo)天王星(xing)時(shi)，直接看見(jian)了這(zhe)些環(huan)。旅(lv)行者2號(hao)也發(fa)(fa)(fa)現(xian)(xian)了兩圈(quan)(quan)新的(de)(de)(de)光(guang)環(huan)，使(shi)環(huan)的(de)(de)(de)數量增(zeng)加(jia)到(dao)11圈(quan)(quan)（不(bu)包括2003年(nian)(nian)發(fa)(fa)(fa)現(xian)(xian)的(de)(de)(de)）。
在2005年12月(yue)，哈勃太(tai)空望遠鏡偵測到一對早先未(wei)曾發(fa)現的(de)(de)(de)(de)(de)藍(lan)色(se)圓(yuan)環。最(zui)外(wai)(wai)圍的(de)(de)(de)(de)(de)一圈(quan)與(yu)天王(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)距離比早先知道(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)環遠了(le)兩倍，因此(ci)新發(fa)現的(de)(de)(de)(de)(de)環被(bei)稱(cheng)為環系統的(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)(wai)環，使(shi)天王(wang)星(xing)環的(de)(de)(de)(de)(de)數量增加到13圈(quan)。哈柏同(tong)時(shi)也發(fa)現了(le)兩顆新的(de)(de)(de)(de)(de)小(xiao)(xiao)衛(wei)星(xing)，其中的(de)(de)(de)(de)(de)天衛(wei)二(er)十六還與(yu)最(zui)外(wai)(wai)面的(de)(de)(de)(de)(de)μ環共享軌道(dao)(dao)。在2006年4月(yue)，凱克天文臺(tai)公(gong)布(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)新環影像中，外(wai)(wai)環的(de)(de)(de)(de)(de)一圈(quan)是(shi)藍(lan)色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)，另一圈(quan)則是(shi)紅色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)。關(guan)于外(wai)(wai)環顏色(se)是(shi)藍(lan)色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)一個假說是(shi)，它由(you)來自天衛(wei)二(er)十六的(de)(de)(de)(de)(de)細小(xiao)(xiao)冰(bing)微粒組成，因此(ci)能(neng)散射足夠多的(de)(de)(de)(de)(de)藍(lan)光。天王(wang)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)內環看起(qi)來是(shi)呈灰色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)。
天(tian)(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)有(you)27顆(ke)(ke)(ke)已知天(tian)(tian)(tian)然的(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)，這些(xie)(xie)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)名(ming)稱都出自威(wei)廉(lian)·莎士比亞和(he)亞歷山大(da)(da)·波(bo)普(pu)的(de)(de)(de)(de)歌劇中的(de)(de)(de)(de)人物。五(wu)顆(ke)(ke)(ke)主要衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)名(ming)稱是天(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)五(wu)（Miranda）、天(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)(yi)(yi)（Ariel）、天(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)（Umbriel）、天(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)三（Tatania）和(he)天(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)四（Obeon）。天(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)三和(he)天(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)四是威(wei)廉(lian)·赫歇(xie)爾(er)(er)在(zai)1787年(nian)3月13日發(fa)現的(de)(de)(de)(de)第(di)一(yi)(yi)(yi)顆(ke)(ke)(ke)和(he)第(di)二(er)顆(ke)(ke)(ke)天(tian)(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)，天(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)(yi)(yi)和(he)天(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)是在(zai)1851年(nian)被(bei)威(wei)廉(lian)·拉塞爾(er)(er)發(fa)現的(de)(de)(de)(de)。但(dan)直到(dao)1852年(nian)，威(wei)廉(lian)·赫歇(xie)爾(er)(er)的(de)(de)(de)(de)兒子(zi)約翰(han)·赫歇(xie)爾(er)(er)才為(wei)這四顆(ke)(ke)(ke)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)命名(ming)。1948年(nian)，杰拉德·柯(ke)伊伯發(fa)現第(di)五(wu)顆(ke)(ke)(ke)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)天(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)五(wu)。天(tian)(tian)(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)系統的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量是氣態巨星(xing)(xing)(xing)中最少(shao)的(de)(de)(de)(de)，五(wu)顆(ke)(ke)(ke)主要衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)總質(zhi)量還(huan)不到(dao)海衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)(yi)(yi)質(zhi)量的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)半。最大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)天(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)三半徑只(zhi)有(you)788.9公里，還(huan)不到(dao)月球的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)半，但(dan)是比土(tu)星(xing)(xing)(xing)第(di)二(er)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)土(tu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)五(wu)（Rhea）稍大(da)(da)些(xie)(xie)。這些(xie)(xie)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)反照(zhao)率相對也較低(di)，天(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)約為(wei)0.2，天(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)(yi)(yi)約為(wei)0.35（在(zai)綠色光譜上）。這些(xie)(xie)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)由冰和(he)巖石(shi)組成，大(da)(da)約是50%的(de)(de)(de)(de)冰和(he)50%的(de)(de)(de)(de)巖石(shi)，冰也許包含氨和(he)二(er)氧化碳。
在較大的(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)中，天(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)有(you)著最年輕的(de)(de)(de)(de)(de)表面，上(shang)面只有(you)少許的(de)(de)(de)(de)(de)隕石坑，天(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)看(kan)起(qi)來是(shi)最古老的(de)(de)(de)(de)(de)。天(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)五(wu)擁有(you)深達(da)20公(gong)里的(de)(de)(de)(de)(de)斷層(ceng)峽谷，梯田狀(zhuang)的(de)(de)(de)(de)(de)層(ceng)次和混(hun)亂的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化，形成令人混(hun)淆(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)表面年齡和特征。天(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)五(wu)過去的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)質活動(dong)被認(ren)為是(shi)在某段(duan)時候當其軌道比(bi)當前更偏心(xin)時受(shou)到(dao)潮汐加熱的(de)(de)(de)(de)(de)影響，偏心(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)原因大概是(shi)跟天(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)軌道共振（過去與(yu)當今3:1比(bi)例）的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)果。與(yu)地(di)幔上(shang)涌并(bing)擠入(ru)相關的(de)(de)(de)(de)(de)外部加工很可能是(shi)天(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)五(wu)上(shang)如同(tong)“賽(sai)馬場”形狀(zhuang)的(de)(de)(de)(de)(de)冕(mian)(mian)狀(zhuang)物（詳見金星(xing)(xing)冕(mian)(mian)狀(zhuang)物）的(de)(de)(de)(de)(de)起(qi)源。同(tong)樣的(de)(de)(de)(de)(de)，天(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)被認(ren)為曾經(jing)處于(yu)與(yu)天(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)三4:1軌道共振的(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)置。旅行者2號探測器于(yu)1986年1月飛(fei)掠天(tian)(tian)(tian)王星(xing)(xing)，在隨(sui)后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)照片(pian)研(yan)究中，天(tian)(tian)(tian)文學家發現了天(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)六(liu)至天(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)十五(wu)以及天(tian)(tian)(tian)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)十五(wu)共11顆(ke)小衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)。后(hou)來使用(yong)地(di)面的(de)(de)(de)(de)(de)望遠(yuan)鏡(jing)也證實了這些(xie)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在。
天(tian)(tian)(tian)王(wang)星的(de)(de)體(ti)積約為地球的(de)(de)64倍，其大(da)氣(qi)中包含(han)83%的(de)(de)氫氣(qi)，15%的(de)(de)氦氣(qi)，2%的(de)(de)甲烷氣(qi)體(ti)，表面(mian)溫(wen)度平均為零下215℃。2014年8月6日(ri)，美國國家航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)(tian)(tian)局(ju)（NASA）和歐洲(zhou)航(hang)天(tian)(tian)(tian)局(ju)（ESA）在(zai)夏威夷凱克(ke)天(tian)(tian)(tian)文臺（W.M.Keck Observatory），利用哈勃(bo)太空(kong)望遠鏡成功的(de)(de)觀測并記錄了一(yi)(yi)場(chang)最大(da)規(gui)(gui)模(mo)的(de)(de)風暴(bao)(bao)。因(yin)為天(tian)(tian)(tian)王(wang)星具備氣(qi)態行星的(de)(de)特(te)質，所(suo)以經(jing)常(chang)爆發風暴(bao)(bao)，此前觀測到(dao)的(de)(de)一(yi)(yi)次最大(da)規(gui)(gui)模(mo)的(de)(de)風暴(bao)(bao)被命名為Berg。Berg發生(sheng)在(zai)2000年，其引起的(de)(de)巨(ju)大(da)影(ying)響(xiang)一(yi)(yi)直持(chi)續到(dao)2009年才消失殆盡。
1986年(nian)1月，美國國家航空航天(tian)(tian)局的旅行(xing)者2號拜訪了(le)(le)天(tian)(tian)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)。這是對天(tian)(tian)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)僅有的近距離探測，之后一直沒有新的探測計劃。旅行(xing)者2號在1977年(nian)發(fa)射，在繼續前往海王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)的旅程之前，旅行(xing)者2號在1月24日最接(jie)近天(tian)(tian)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)，距離近達81500公里。旅行(xing)者2號研究了(le)(le)天(tian)(tian)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)大(da)氣(qi)層的結構(gou)和化(hua)學組成，發(fa)現了(le)(le)10顆(ke)新衛星(xing)(xing)(xing)，還研究了(le)(le)天(tian)(tian)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)因為自轉軸傾斜97.77°所(suo)造成的獨特氣(qi)候，并觀察了(le)(le)天(tian)(tian)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)的環系統。它也研究了(le)(le)天(tian)(tian)王(wang)(wang)(wang)星(xing)(xing)(xing)的磁場。它對最大(da)的五顆(ke)衛星(xing)(xing)(xing)做了(le)(le)首度的詳細(xi)調查，并研究當時(shi)已知的九(jiu)圈光環，也新發(fa)現了(le)(le)另外兩道(dao)光環。
歲月靜好
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