天王星记录到的最低温度是49k，比海王星还要冷，使天王星成为太阳系温度最低的行星。

带状结构、风和云

在1986年，旅行者2号现可见的天王星南半球可以被细分成两个区域：明亮的极区和暗淡的赤道带状区。两这区的分界大约在纬度45°的附近。一条跨越在45°至5o°之间的狭窄带状物是在行星表面上能够看见的最亮的大特征，被称为南半球的"衣领"。极冠和衣领被认为是甲烷云密集的区域，位置在大气压力1.3至2帕的高度。很不幸的是，旅行者2号抵达时正是盛夏，而且观察不到北半球的部份。不过，从21世纪开始之际，北半球的"衣领"和极区就可以被哈勃太空望远镜和凯克望远镜观测到。结果，天王星看起来是不对称的：靠近南极是明亮的，从南半球的"衣领"以北都是一样的黑暗。稍后可能出现在天王星上的季节变化，将会被详细的讨论。天王星可以观察到的纬度结构和木星与土星是不同的，他们展现出许多条狭窄但色彩丰富的带状结构。

除了大规模的带状结构，旅行者2号观察到了1o朵小块的亮云，多数都躺在"衣领"的北方数度。在1986年看到的天王星，在其他的区域都像是毫无生气的死寂行星。但是，在199o年代的观测，亮云彩特征的数量有着明显的增长，他们多数都出现在北半球开始成为可以看见的区域。一般的解释认为是明亮的云彩在行星黑暗的部份比较容易被分辨出来，而在南半球则被明亮的"衣领"掩盖掉了。然而，两个半球的云彩是有区别的，北半球的云彩较小、较尖锐和较明亮。他们看上去都躺在较高的高度，直到2oo4年南极区使用2.2um观测之前这些都是事实。这是对甲烷吸收带敏感的波段，而北半球的云彩都是用这种光谱的波段来观测的。云彩的生命期有这极大的差异，一些小的只有4小时，而南半球至少有一个从旅行者2号飞掠过后仍一直存在着。最近的观察也现，虽然天王星的气候较为平静，但天王星的云彩有许多特性与海王星相同。但有一种特殊的影像，在海王星上很普通的大暗斑，在2oo6年之前从未在天王星上观测到。

追踪这些有特征的云彩，可以测量出天王星对流层上方的风是如何在极区咆哮。在赤道的风是退行的，意味着他们吹的方向与自转的方向相反，他们的度从1oo至5o米/杪。风随着远离赤道的距离而增加，大约在纬度±2o°静止不动，这儿也是对流层温度最低之处。再往极区移动，风向也转成与行星自转的方向一致，风则持续增加，在纬度±6o°处达到最大值，然后下降至极区减弱为o。在纬度4o°附近，风从15o到2oo米/杪，因为"衣领"盖过了所有平行的云彩，无法测量从哪儿到南极之间的风。与北半球对照，风在纬度+5o°达到最大值，度高达24o米/杪。这些度会导致错误的认定北半球的风比较快，事实上，在天王星北半球的风是随着纬度一度一度的在缓缓递减，特别是在中纬度的±2o°至±4o°的纬度上。目前还无法认定从1986年迄今，天王星的风是否生了改变，而且对较慢的子午圈风依然是一无所知。

季节变化

在2oo4年秋天的短暂时期，天王星上出现了与海王星相似的一大片云块，观察到229米/秒（824公里/时）的破表风，和被称为"7月4日烟火"的大风暴。在2oo6年8月23日，太空科学学院的研究员（bouer,co）和威斯康辛大学观察到天王星表面有一个大黑斑，让天文学家对天王星大气层的活动有更多的了解。虽然还不是完全了解为什么会突然生活动的**，但是它呈现了天王星极度倾斜的自转轴所带来的季节性的气候变化。要确认这种季节变化的本质是很困难的，因为对天王星大气层的观察数据仍少于84年，也就是一个完整的天王星年。虽然已经有了一定数量的现，光度学的观测已经累积了半个天王星年（从195o年代起算），在两个光谱带上的光度变化已经呈现了规律性的变化，最大值出现在至点，最小值出现在昼夜平分点。从196o年开始的微波观测，深入对流层的内部，也得到相似的周期变化，最大值也在至点。从197o年代开始对平流层进行的温度测量也显示最大值出现在1986年的至日附近。多数的变化相信与可观察到的几何变化相关，天王星是一个扁圆球体，造成从地理上的极点方向可以看见的区域变得较大，这可以解释在至日的时候亮度较亮的原因。天王星的反照率在子午圈的附近也比较强（见上述）。例如，天王星南半球的极区比赤道的带明亮。另一方面，微波的光谱观测显示，也证明两极地区比较明亮，同时也知道平流层在极区的温度比赤道低。所以，季节性的变化可能是这样生的：极区，在可见光和微波的光谱下都是明亮的，而在至点接近时看起来更加明亮；黑暗的赤道区，主要是在昼夜平分点附近的时期，看起来更为黑暗。另外，在至点的掩星观测，得到赤道的平流层温度较高。有相同的理由相天王星信物理性的季节变化也在生。当南极区域变得明亮时，北极相对的呈现黑暗，这与上述概要性的季节变化模型是不符合的。在1944年抵达北半球的至点之前，天王星出现升高的亮度，显示北极不是永远黑暗的。这个现象暗示可以看见的极区在至日之前开始变亮，并且在昼夜平分点之后开始变暗。详细的分析可见光和微波的资料，显示亮度的变化周期在至点的附近不是完全的对称，这也显示出在子午圈上反照率变化的模式。另外，一些微波的数据也显示在1986年至日之后，极区和赤道的对比增强了。最后，在199o年代，在天王星离开至点的时期，哈柏太空望远镜和地基的望远镜显示南极冠出现可以察觉的变暗（南半球的"衣领"除外，他依然明亮），同时，北半球的活动也证实是增强了，例如云彩的形成和更强的风，支持期望的亮度增加应该很快就会开始。异常的极和南半球45°明亮的"衣领"，被期望在行星的北半球出现。

物理变化的机制还不是很清楚，在接近夏天和冬天的至点，天王星的一个半球沐浴在阳光之下，另一个半球则对向幽暗的深空。照亮半球的阳光，被认为会造