线电掩星的观测直接检测到甲烷的云层，但其他所有的云层依然都是理论上的推测。对流层是大气层中动态非常明显的部份，展示出强风、对流、明亮的云彩和季节性的变化。
平流层.天王星大气层的中层是平流层，此处的温度随高度增加而逐渐升高，从对流层顶的53K上升至增温层底的800至850K。平流层的加热来自于甲烷和其他碳氢化合物吸收太阳的紫外线和红外线辐射，大气层的这种形式是甲烷的光解造成的。来自增温层的热也许也值得注意，相对而言，碳氢化合只是很窄的一层，高度在100至280公里，相对应的气压是1