ウンブリエル
降着過程は衛星が完全に形成されるまで数千年の間継続したと考えられる。理論モデルによると、降着に伴う衝突はウンブリエルの外層を加熱し、深さ 3 km にわたって最大で 180 K にまで温度が上昇したことが示唆されている。形成が終了した後、表面付近の層は冷却するが、ウンブリエルの内部は岩石に含まれる放射性元素の崩壊によって加熱される。冷えていく表面近くの層は収縮し、暖められている内部は拡大する。これにより強い引張応力が衛星の地殻にかかり、地殻が破壊されたと考えられる。現在見られる崖や峡谷はこの過程で形成されたと考えられ、この過程はおよそ 2 億年にわたって継続したと考えられ、衛星内部の活動は数十億年前に終わったことを示唆している。
もし不凍液の役割を果たすアンモニア水和物や塩化物が存在した場合、初期の降着加熱と放射性元素の崩壊による加熱によって、ウンブリエル内部の氷は溶融していた可能性がある。内部が溶融した場合は氷と岩石が分離し、氷マントルに覆われた岩石の核という分化した構造に進化する。アンモニアを大量に溶かした液体の水の層 (内部海) は、コアマントル境界を形成したかもしれない。この混合物の共晶温度は 176 K である。しかしこの内部海は、はるか昔に凍結してしまったと考えられる。ウンブリエルは内因性の表面の更新がほとんど行われていない一方、他の天王星の衛星では非常に初期の段階で表面を更新するイベントを経験したと考えられる。
ウンブリエルは天王星からおよそ 266,000 km の距離を公転しており、天王星の5つの主要な衛星の中では3番目に遠い。軌道離心率は小さく、天王星の赤道に対する軌道傾斜角も非常に小さい。軌道周期は4.1日であり、ウンブリエルの自転周期と同期していると考えられる。従って、天王星に常に同じ面を見せながら公転している。
ウンブリエルの軌道は天王星の磁気圏の完全に内部にある。ウンブリエルのように大気を持たずに磁気圏内を公転する衛星では、公転の進行方向と逆向きの後行半球の表面は、惑星の自転と共回転する磁気圏のプラズマ粒子の衝突にさらされることになる。これはオベロンを除く全ての天王星の衛星の後行半球で見られるような、暗い表面の原因になっていると考えられる。またウンブリエルは磁気圏の荷電粒子を捕獲しており、これは1986年にボイジャー2号がウンブリエル近傍を通過した際に、検出されるエネルギー粒子の明確な減少という形で検出されている。
天王星と同様に横倒しの軌道で公転しているため、夏至の際には北半球が直接太陽の方向を向くことになり、逆に南半球は太陽とは反対方向を向くことになる。そのためウンブリエルは極端な季節変化を経験する。