天王星主要是由岩石与各种成分不同的水冰物质所组成，其组成主要元素为氢（83%），其次为氦（15%）。在许多方面天王星（海王星也是）与大部分都是气态氢组成的木星与土星不同，其性质比较接近木星与土星的地核部分，而没有类木行星包围在外的巨大液态气体表面（主要是由金属氢化合物气体受重力液化形成）。天王星并没有土星与木星那样的岩石内核，它的金属成分是以一种比较平均的状态分布在整个地壳之内。直接以肉眼观察，天王星的表面呈现洋蓝色，这是因为它的甲烷大气吸收了大部分的红色光谱所导致。
可见性 从1995至2006年，天王星的视星等在+5.6至+5.9等之间，勉强在肉眼可见的+6.0等之上，他的角直径在3.4至3.7 弧秒；比较土星是16至20弧秒，木星则是32至45弧秒。在冲的时候，天王星可以用肉眼在黑暗、无光污染的天空直接看见，即使在城市中也能轻易的使用双筒望远镜看见。使用物镜的口径在15至25 厘米的大型业余天文望远镜，天王星将呈现苍白的深蓝色盘状与明显的周边昏暗；口径25 厘米或更大的，云的型态和一些大的卫星，像是泰坦尼亚和欧贝隆，都有可能看见。
探测 主条目：天王星探测 在1986年，NASA的航海家2号拜访了天王星。这次的拜访是唯一的一次近距离的探测，并也还没有新的探测计划。航海家2号在1977年发射。航海家2号研究了天王星大气层的结构和化学组成，发现了10颗新卫星，还研究了天王星因为自转轴倾斜97.77°所造成的独特气候，并观察了天王星的环系统。 他也研究了天王星的磁场。 他对最大的五颗卫星做了首度的详细调查，并研究当时已知的九圈光环，也新发现了两道光环。
新闻 据英国《每日邮报》报道，也许让一众富豪和名人的注意力从星光熠熠的顶级宴会转移到科学界很困难，但也并非完全不能实现。日前，科学家们在海王星和天王星研究方面取得的最新进展就有可能会吸引他们的注意——海王星和天王星上或覆盖有大片液态钻石海，海面上还漂浮着类似于冰山的、体积庞大的固体钻石。 在进行了一系列实验之后，科学家得出上述结论，并认为这一发现可能有助于解释这两个星球的一些奇怪特性。 在其中一项实验中，研究人员把钻石放在与海王星上一样的高温高压环境之下，检测钻石的变化。海王星的压力为地球零海拔的1100万倍，温度为5万摄氏度。 实验结果显示，在压力提高至零海拔1100万倍时，钻石变成液态；之后再把温度提高至5万摄氏度后，部分液态钻石会再次变成固体。但奇怪的是，这些固态钻石会漂浮在液态钻石之上，就像是“钻石冰山”一样。 科学家们认为，钻石海洋的说法解释了海王星和天王星磁极倾斜之谜，这两个星球的磁极偏离地理极60度左右。此外，这也解释了为什么海王星和天王星10%的表面成分为碳元素。
小结：据科学家发现，天王星主要是由岩石和水冰的一些物质来进行组成的。天王星在1995年到2006期间的能见度在5.6和5.9之间，很多时候用肉眼看都是非常的黑暗的，科学家分析其碳元素为10%左右。
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