宽广的吸收带，使天王星呈现蓝绿或深蓝的颜色。在大气压力1.3帕的甲烷云顶之下，甲烷在大气层中的摩尔分数是2.3%，这个量大约是太阳的20至30倍。在大气层上层的，由于极端的低温使得混合的比率非常低，饱和度的降低使多余的甲烷结成了冰。挥发性较低的成分，像是氨、水和硫化氢等在深层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