天王星与海王星的大小、质量、外表颜色都差不太多，所以有人说它们就像一对姐妹星。天王星在外表上看，呈蓝绿色，这是因为大气中的甲烷和乙炔吸收了太阳光中的红光。由于天王星的外表缺乏典型的特征，所以有人将天王星比作桌球台上的“母球”。
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天王星最外的一层是大气层，它的表面覆盖着很厚的云层，其大小与地球上的大陆相似。大气层以下是由固态水、氨和甲烷组成的冰幔层和液态氢层。天王星可能有个由金属与熔岩组成的核心，直径约17000公里，温度估计为7000℃。虽然天王星的外表没有独特之处，但是其自转却别其一格。它几乎是躺着转动的，运行到近日点时，其自转轴几乎是对着太阳的，而其它行星(金星、冥王星倒着转除外)的自转轴都是大致垂直于公转轨道面的，倾斜角度不会超过30℃。
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自转方式的奇特使得天王星上形成了特殊的昼夜交替和季节。在天王星的北半球，在经历过只有白天、没有夜晚的21年的夏天后，接下来的21年，有正常的昼夜交替，那是天王星的秋季。而接下来迎来的是连续21年只有黑夜、没有白天的冬天，最后则是21年有正常昼夜交替的春天。在这样的季节交替里，地球上一个寿命为84岁的人，如果到了天王星，那其一生将只能够经历一个春夏秋冬。
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奇特的自转方式还使得天王星周围形成了奇特的磁场。1986年，“旅行者2号”飞船在飞近天王星时发现，天王星的磁场尾部被绞成麻花形状，就像人们常用的螺丝钻一样。躺着自转形成了天王星这些奇特的现象，那么天王星为什么会躺着自转?这至今还是一个谜。一些人认为，在天王星形成后不久，有个与地球差不多大小的星球与它发生了碰撞，将它“撞翻在地”，自此以后，天王星就躺在那自转了。
