天王星大氣層
天王星的大氣層雖然還是以氫和氦為主要的成分，但與海王星相似，而不同於較大的氣體巨星木星和土星，它擁有的揮發性物質（類似於「冰」），像是水、氨和甲烷的比例較高。不同於木星和土星，天王星上層的大氣層之下被認為沒有金屬氫。取而代之的是，在內部應該是由氨、水和甲烷組成的 "海洋"，逐漸的轉換成以氫和氦為主的大氣層並混合在一起，而沒有很清楚的界線。由於這樣的差異，許多天文學家認為天王星和海王星應該自成一族，稱為冰巨星，以與木星和土星有所區別。
雖然沒有明確的定義天王星內部是否有固體的表面，天王星最外層被稱為大氣層的氣體部分，是很容易使用遙感設備偵測的。遙感設備能偵測到一帕氣壓之下 300 公里左右的深度，該處的氣壓大約是 100 帕，溫度約為 320K。纖細的行星環從大氣層延伸至 2 倍行星半徑之處，此處的行星半徑是以一大氣壓之處做為行星有名無實的表面。天王星的大氣可以區分為三層：高度從−300 至 50 公里，氣壓從 100 至 0.1 帕的對流層；高度從 50 至 4000 公里，氣壓在 0.1 and 10–10 bar; 的平流層；以及從 4000 公里以上至距離表面高達 50,000 公里的增溫層；沒有散逸層。