当初、
天王星、
海王星はその大きさと位置から
木星型惑星に分類されていた。しかし、
ボイジャー2号の観測により、従来の予想より遥かに豊富な
水や
メタンが存在することが分かった。
木星、
土星は様々な有機化合物によって白、赤、橙、黄、茶色を混ぜ合わせた色をしているが、天王星、海王星は透き通るような青色をしている。これは水、そして大気中に含まれるメタンにより、赤色の光が吸収され、青い光のみを強く反射しているためだと考えられている。また
水素の割合は低く、水やメタンの氷が
マントルを構成し、地球の10倍程度の質量を持つ、岩石・金属質の中心核を取り囲んでいると考えられている。