天王星大气的主要成分是氢和氦，还包含较高比例的由水、氨、甲烷等结成的“冰”，但是氨和甲烷在天王星上只能以液体来存在。与可以探测到的碳氢化合物。天王星是太阳系内大气层最冷的行星，最低温度只有49K(-224℃)。

　　为什么把天王星称做冷行星

　　在九大行星中，假如把木星称为“热行星”的话，那么天王星就是“冷行星”了。虽然，它与太阳的距离要比海王星近1倍，但表面温度却与海王星一样，比冥王星高不了多少。

　　通过对它辐射能的测定得知，其辐射的能量只有6%来自星体内部，而木星、土星、海王星却有40%。由此可见，天王星是太阳系中惟一缺乏内部热能的行星。按照现行的天王星结构模型推算，它的中心温度只有2000℃～3000℃，远远低于其他行星。

　　另外，在其核外，是一层厚达10000千米左右的幔。与众不同的是，这层幔是由水冰、氨冰和甲烷冰组成的。若要从根本上说明天王星的“冷” ，还得追溯到它的起源与演化历史。根据它占总质量50%的高含冰量，有人认为它是由无数彗星聚合而成的，而彗星正是一颗颗冰冷的“脏雪球” 。