它們同樣也屬于氣體行星，其構成與木星土星差不多，大氣是由氫和氦組成的，内部有一個極小的核心，核心的主要構成是岩石和冰，天王星和海王星大氣中的碳氫化合物改變了雲層頂端反射太陽光的顔色，使之呈現出顯著的綠色和藍色。
天王星和海王星這兩顆行星是離太陽最遠的兩顆行星，當然其軌道外，還有柯伊伯星帶以及冥王星，因為離太陽較遠，兩顆行星的溫度都極低。大氣雲層溫度在零下200℃左右。它們的公轉周期也較長分别為84年和165年，他們分别被旅行者2号探測器造訪過一次，兩顆行星都有極為暗淡的光環，還有為數不多的衛星。
由于内部熱流的推動，海王星有着整個太陽系最強烈的風暴，風速可達每小時2000公裡左右，甚至可以吹翻一輛大卡車。附上海王星内部結構解剖圖
天王星的自轉軸傾斜角度很大，幾乎是躺在軌道平面上自轉的，這很不尋常。科學家研究證明，這很有可能是由于天王星的形成初期與另一個原行星碰撞造成的。
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