天王星的自轉軸傾斜度高達 97.77 度,這使得它像是躺著自轉,其季節變化與其他行星截然不同。在至點附近時,一個極點會長久性地指向太陽,另一個極點則會長期處于黑暗中。天王星的赤道熱量比極地高,但其極地區域從太陽接收的年平均熱輻射能量卻比赤道區域大,原因尚不明確??茖W家推測,天王星的異常軸向傾斜可能是在太陽系形成期間,與一顆如地球般大小的原行星相撞導致的,新的研究還表明可能遭受了多次撞擊。天王星在被認定為行星之前曾多次被觀測到,但最初常被誤認為是恒星。天王星的磁場結構奇特,其磁場與自轉軸偏移了近 60 度且強度變化劇烈。它的大氣層主要由氫、氦和甲烷組成,其復雜的云層結構和強風現象的形成及驅動機制尚未完全清楚。此外,天王星擁有至少 27 顆已知的天然衛星,其衛星和環系統的起源與演化也是未解之謎。