チタニア (衛星)
天王星の衛星の中でチタニアの明るさは、暗いオベロン、ウンブリエルと明るいアリエルとミランダの中間に位置している。表面は強い衝効果を示し、位相角が 0° の際の反射率 (幾何アルベドに相当する) は 35% であるのに対し、位相角がおよそ 1° になると 25% にまで減少する。チタニアのボンドアルベドは 17% と比較的低い。表面はわずかに赤い色を示すが、オベロンよりは赤みが弱い。新鮮な衝突堆積物は青っぽい色を示すが、先行半球のウルスラクレーターに近い滑らかな平原といくつかの地溝は幾分か赤っぽい色を示す。
先行半球と後行半球では表面の非対称性があり、前者のほうが後者より 8% ほど赤い色を示す。ただしこの色の違いは滑らかな平原の分布と関連しており、偶然のものである可能性がある。天体表面が赤っぽい色を示すようになる原因としては、荷電粒子の衝突による宇宙風化作用(英語版)や、太陽系の年齢にわたる微小隕石の衝突が挙げられる。しかしチタニアに見られる色の非対称性はおそらく、天王星の外側の不規則衛星に起源を持つと思われる赤っぽい物質の降着によるものであると考えられる。この物質が主に先行半球側に降り積もることによって色の非対称性が発生する。
これまでに科学者が認識しているチタニア上の地質学的な特徴は、クレーター、カズマ地形 (峡谷) と崖状の地形の3種類である。チタニアの表面はオベロンやウンブリエルと比較するとクレーターの数は少なく、表面が若いことを意味している。
天王星の5大衛星の中では、チタニアは天王星に2番目に遠い軌道を公転している。軌道離心率は小さく、また天王星の赤道面に対する軌道傾斜角も非常に小さい。軌道周期はおよそ8.7日で、自転周期と同期している。そのため、地球の月と同様に常に同じ面を天王星に向けながら公転している。これは潮汐固定と呼ばれる状態である。
チタニアの軌道は天王星の磁気圏の完全に内部にある。チタニア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。
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。そのためチタニアは極端な季節変化を経験する。地球の場合は、極域が夏至や冬至の前後に白夜か極夜を経験するが、その極端な状態と言える。