為什麼說天王星“高冷”呢？這要從它的組成成分來說，主要是由岩石與各種成分不同的水冰物質所組成，其組成主要元素為氫83%，其次為氦15%，表面溫度平均為零下215℃。天王星幾乎平躺著繞太陽公轉，天王星是太陽系內大氣層最冷的行星，被分類為冰巨星。
天王星的標準模型結構包括三個層面：在中心是岩石的核，中間是冰的地函，最外面是氫和氦組成的外殼。天王星的核非常的小，只有0.55地球質量；地函則是個龐然大物，質量大約是地球的13.4倍；而最外層的大氣層則相對上是不明確的。冰的地函實際上並不是由一般意義上所謂的冰組成，而是由水、氨和其他揮發性物質組成的熱且稠密的流體。這些流體有高導電性，有時被稱為水–氨的海洋。
天王星的內熱看上去明顯的比其他的類木行星為低；天王星上可能有一個深度達一萬公里、溫度高達6650℃，由水、硅、鎂、含氮分子、碳氫化合物及離子化物質組成的液態海洋；天王星兩極的磁場強度大約是相等的，並且"磁赤道"大致上也與物理上的赤道平行；天王星的大氣層是非常平靜，卻可探測到的碳氫化合物。
天王星有一個暗淡的行星環系統，由直徑約十米的黑暗粒狀物組成。他是繼土星環之後，在太陽系內發現的第二個環系統，已知天王星環有13個圓環，其中最明亮的是ε環。天王星有27顆天然的衛星，其中天衛二非常暗，它反射的光大約是天王星最亮的衛星--天衛一的一半. 它的表面佈滿隕石坑。儘管沒有地質活動的跡象，卻有著離奇的特徵。它有一個明亮的隕石坑，寬約112公里，綽號"螢光杯"。
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