В составе атмосферы Урана по спектроскопическим наблюдениям найдены водород, вода, метан и небольшая примесь аммиака. В относительно большом количестве есть, по косвенным признакам, гелий. Как и другие планеты-гиганты, Уран имеет такой состав, вероятно, почти до самого центра. Однако средняя плотность Урана (1,58г/см3) несколько больше, чем плотность Сатурна и Юпитера, хотя вещество в недрах этих гигантов сжато гораздо сильнее, чем на Уране. Такую плотность Урана можно объяснить предположением о повышенном содержании гелия или существованием в недрах Урана ядра из тяжелых элементов. В настоящее время построена трехслойная модель, удовлетворяющая таким предположениям.