Uranus est composé en grande partie d'hydrogène et d'hélium comme les autres géantes gazeuses. Il a également de la glace d'eau, de la glace de méthane et de la glace d'ammoniaque. Il existe également de très petites quantités de monoxyde de carbone, de dioxyde de carbone et d'hydrocarbures tels que l'éthane, l'acétylène, le diacétylène et le méthylacétylène.
L'apparence bleu pâle et quelque peu sans relief d'Uranus est due aux couches de nuages de glace. On pense que les nuages de glace d'eau se trouvent sur la couche inférieure, tandis que les nuages de méthane constituent la couche supérieure. Ces nuages de méthane donnent à la planète sa couleur bleue. L'atmosphère de la planète est également extrêmement froide et venteuse. Les températures minimales peuvent descendre à moins 372 degrés Fahrenheit, et la vitesse des vents peut atteindre 560 miles par heure.
Les scientifiques pensent également que le noyau d'Uranus est constitué de glace et de roche silicatée fer/nickel. On pense que ce noyau rocheux a moins de la moitié de la masse de la Terre. Le manteau n'est pas fait de glace froide mais d'un fluide dense et conducteur d'électricité qui est en fait chaud. Certains scientifiques pensent que les pressions et la chaleur à l'intérieur du manteau pourraient conduire à la formation de diamant liquide sur lequel flottent des « icebergs » en diamant pur. Il pourrait également y avoir de l'eau superionique avec des ions hydrogène flottant dans des cristaux d'oxygène.
