1977年，我国的紫金山天文台和北京天文台，以及美国的空间实验室、印度天文台、澳大利亚珀斯天文台等都接连新发现了天王星的4个光环。
这样，天王星就有9个光环了。天王星光环同土星光环相似，不过薄得多，很暗弱，是由许多小冰块或小铁块组成的。光环在一条大约7000千米宽的环带上，距离天王星约18000千米。1982年，“国际紫外线探测者”（一颗绕地球轨道运行的卫星）上的紫外光谱仪测出，天王星上有一道极光。美国天体物理学家约翰？克拉克说，它类似地球上的北极光，证明天王星有一个像地球上那样的强磁场。
从赫歌尔发现天王星以来两个世纪过去了，人们对天王星只能勾画出一个粗浅的画像。1986年1月24日，“旅行者2号”到达离天王星的最近点8.1万千米的高空，传来许多清晰的彩色照片，把神秘莫测的天王星的真面目展现在人们面前，远远超越人类过去对天王星认识的总和。
“旅行者2号”探测的结果，发现天王星上有闪电现象，并记录到了它发出来的短暂而又强大、混乱的无线电信号，很像地球上闪电产生的噪声特征。
首次发现天王星的大气层中有云和风，大气主要成分是氢，氦的含量只有10％～15％，这个比例同木星的大气组成相似，出乎意外。为了突出大气的情况，拍摄采用了特殊滤光片，照片找不到像木星或土星表面那种与赤道平行的云带，那橙黄色部分是天王星的南极区域，上空可能笼罩着厚厚的甲烷气体。
探测器还发现，天王星能发出射电波，这是由于磁力线附近的电子运动而产生的，说明它有磁场，并测得它的磁强度比地球稍高一些。最为奇特的是，天王星的磁轴与自转轴之间有55°的夹角，这使天文学家困惑不解。天王星磁场的发现，使科学家们相信，天王星内部结构的中心是一个像地球那样大的固态的熔岩核心，外面覆盖着8000多千米厚的高温水、甲烷、氨和带电粒子。