天王星在太阳系九大行星中算中等大小的行星，它比木星、土星小，而比其他行星都大。天王星的赤道半径约为25400公里，体积为地球的65.2倍，质量为地球的14.54倍，密度只有1.19克/厘米3，表面重力加速度比地球略大，物体要有21.22公里/秒的速度才能脱离天王星，由于逃逸速度大，气体很难得到这样大的速度而跑掉，因此，天王星能把大量的大气缚住，使其表面有厚厚的大气。
 天王星与它的环和两个卫星
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从地面探测和空间探测得知，天王星表面大气层的主要成分是氢和氦。其中很大部分是氢，氦的含量为10%-15%，此外，还有少量的其他气体。天王星具有温度较高的同温层和一个较冷的对流层。在高度为6000公里的天王星大气为750K。由于天王星离太阳很远，它接受太阳能只有地球的千分之二，表面温度只有-211摄氏度；仅靠太阳光是不能达到如此高温的，因而可能在天王星上存在其他能源。
 天王星剪影 |
天王星内部结构既不像类地行星富含硅、铁，又不像巨行星那样富含氢、氦，它其本上是由水、甲烷、氨等氢化物构成，而硅酸盐、铁、氢和氦只是次要成分。这就是说，虽然天王星也像巨行星那样是液态行星，但它的化学成分已不是原始星云物质。
天王星的公转周期是30685.00天。由于辨不清其表面特征，地球上的观测不能精确测出它的自转速度。直到1985年，“旅行者2号”探测器才精确地测出天王星的自转周期为0.71833天（16.8小时）。天王星的自转很奇特。它的自转轴不像其他行星那样大致垂直于公转平面，而是几乎与公转平面平行。也就是说，它几乎“躺”在轨道上，一面在“地上”打滚，一面绕太阳公转。它自转的方向也与众不同，是顺时针，与公转方向恰恰相反。和金星一样，天王星也是太阳系家族的“逆子”。
