大气中的丰度尚未得知。但是，它们可能高于太阳中的数值。红外线光谱仪，包括史匹哲太空望远镜（SST）的测量，和UV掩星的观测，发现在天王星大气的平流层中可以追踪到各种各样微量的碳氢化合物，被认为是包括太阳的紫外线辐射导致甲烷光解产生的。它们包括：乙烷、乙炔、甲基乙炔 、联乙炔 。红外线分光仪也揭露了平流层中水蒸汽、一氧化碳和二氧化碳的踪影，这些可能只是来自于外部的来源，像是彗星和落下尘土的成分。
对流层.对流层是大气层最低和密度最高的部份，温度随着高度增加而降低，温度从底部的