L'atmosphère d'Uranus est à une température de l'ordre de 220 °C. L'étude spectroscopique a permis d'y découvrir la présence de méthane et d'hydrogène moléculaires. Par ailleurs, la mesure du flux radio à 3 centimètres de longueur d'onde indique une croissance régulière depuis 1966.

Dans la mesure où ce flux radio provient pour l'essentiel d'une région profonde de l'atmosphère où la pression est d'environ 10 fois supérieure à la pression atmosphérique terrestre, l'explication la plus simple est de supposer que l'atmosphère d'Uranus devient de plus en plus transparente.

Les nuages qui l'entourent sont essentiellement composés de cristaux de méthane, ce qui lui confert une couleur bleu pâle.