ดาวยูเรนัสเป็นดาวเคราะห์ใหญ่เป็นที่ ๓ รองจากดาวพฤหัสบดี และดาวเสาร์ โคจรห่างจากดวงอาทิตย์โดยเฉลี่ย ๒,๘๗๑ ล้านกิโลเมตร มองเห็นด้วยตาเปล่าได้ยาก แต่เมื่อใช้กล้องสองตาและรู้ตำแหน่งแน่ชัด สามารถเห็นได้ในคืนฟ้าใสกระจ่าง
ดาวยูเรนัสเป็นดาวเคราะห์ดวงแรกที่มนุษย์ค้นพบผ่านกล้องโทรทรรศน์บนโลก ซึ่ง "วิลเลียม เฮอร์เชล" (William Herschel) นักดนตรี และนักดาราศาสตร์สมัครเล่นชาวเยอรมัน ซึ่งตั้งรกรากอยู่ในประเทศอังกฤษ ผู้ค้นพบใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง ๑๖ เซนติเมตร ส่องพบดาวยูเรนัสโดยบังเอิญ เมื่อวันที่ ๑๓ มีนาคม พ.ศ. ๒๓๒๔ เห็นเป็นจุดริบหรี่เคลื่อนที่อยู่ในกลุ่มดาวคนคู่ เนื่องจากดาวยูเรนัสอยู่ไกลมาก แม้จนปัจจุบันนักดาราศาสตร์ก็ยังมีความรู้เกี่ยวกับดาวยูเรนัสน้อยมาก เพราะมองจากกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่เห็นเป็นเพียงจุดเล็ก ๆ สีน้ำเงิน ไม่เห็นรายละเอียดบนพื้นผิวดวง
• ดาวยูเรนัสมีลักษณะแปลกกว่าดาวเคราะห์อื่น ๆ ในระบบสุริยะ ในขณะที่ดาวเคราะห์อื่นหันแกนเอียงออกจากแนวตั้งฉากกับระนาบสุริยวิถีเพียงเล็กน้อย แต่ดาวยูเรนัสหันแกนเหนือเบนออกไปถึง ๙๘ องศา ทำให้ขั้วเหนือของดาวยูเรนัส กดต่ำลงไปอยู่ใต้ระนาบสุริยวิถีถึง ๘ องศา เมื่อมองจากโลกจึงดูคล้ายกับว่าดาวยูเรนัสหันด้านข้าง ตะแคงโคจรไปรอบดวงอาทิตย์ โดยหมุนรอบตัวเองสวนทางกับการเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ ด้วยเหตุนี้ใน ๑ รอบ ที่ดาวยูเรนัสเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์นาน ๘๔ ปี จึงมีบางช่วงที่ดาวยูเรนัสหันขั้วหนึ่งเข้าหาดวงอาทิตย์เป็นเวลากลางวันตลอดทั้งวัน ยาวนานถึง ๒๑ ปี ขณะที่ขั้วตรงข้ามเป็นเวลากลางคืนตลอดช่วงเวลาเดียวกัน และมีบางช่วงที่ดาวยูเรนัสหันด้านข้างเข้าหาดวงอาทิตย์ ทำให้ช่วงนั้นขั้วทั้งสองต่างรับแสงอาทิตย์พอ ๆ กันยาวนานถึง ๔๒ ปี จึงน่าสงสัยว่าการเอียงแกนลักษณะนี้ จะมีผลต่อฤดูกาลบนดาวยูเรนัสอย่างไร
• ดาวยูเรนัสมีโครงสร้างที่คล้ายกับดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ คือ มีใจกลางเป็นเหล็กและหินแข็งขนาดเล็กภายใต้อุณหภูมิและความดันสูงมาก บรรยากาศหนาทึบที่ประกอบด้วยก๊าซไฮโดรเจนเป็นส่วนใหญ่ นอกนั้นเป็นฮีเลียม มีเทน แอเซทิลีน และไฮโดรคาร์บอนอีกเล็กน้อย เนื่องจากก๊าซมีเทนในบรรยากาศชั้นบนดูดกลืนแสงสีแดงไว้ และสะท้อนแสงสีน้ำเงินออกมา ทำให้เรามองเห็นดาวยูเรนัสมีสีน้ำเงิน "ยานวอยเอเจอร์ ๒" เดินทางไปสำรวจดาวยูเรนัสเมื่อ พ.ศ. ๒๕๒๙ ขณะนั้นดาวยูเรนัสกำลังหันขั้วใต้เข้าหาดวงอาทิตย์ ขั้วใต้จึงได้รับพลังงานจากดวงอาทิตย์มากกว่าเขตศูนย์สูตร จนเมื่อดาวยูเรนัสเริ่มหันด้านข้างเข้าหาดวงอาทิตย์ กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลถ่ายภาพดาวยูเรนัสใน พ.ศ. ๒๕๔๐ เห็นการเปลี่ยนแปลงในบรรยากาศ และการเคลื่อนตัวของแถบเมฆชัดเจนขึ้น แสดงว่าพลังงานจากดวงอาทิตย์มีผลต่อสภาวะอากาศใน ๑ รอบวัน และฤดูกาลที่เปลี่ยนไปของดาวยูเรนัส
นักดาราศาสตร์ค้นพบดาวบริวารดวงแรกของดาวยูเรนัสใน พ.ศ. ๒๓๓๐ และใช้เวลานานกว่า ๑๖๐ ปี จึงพบดาวบริวารดวงที่ ๕ ใน พ.ศ. ๒๔๙๑ ต่อมาเมื่อยานวอยเอเจอร์ ๒ สำรวจระยะใกล้ และถ่ายภาพ จึงค้นพบดาวบริวารดวงเล็กสีมืดคล้ำโคจรอยู่ใกล้ดาวยูเรนัสเพิ่มอีก ๑๑ ดวง
ต่อมามีการค้นพบดาวบริวารของดาวยูเรนัสเพิ่มขึ้นเป็นลำดับ จนใน พ.ศ. ๒๕๔๖ ค้นพบแล้ว ๒๗ ดวง ดาวบริวารมากกว่าครึ่งหนึ่งมีขนาดเล็ก โคจรอยู่ไกลจากดวงแม่มาก และวงโคจรรีมาก อีกทั้งโคจรไม่เป็นระเบียบ ลักษณะของดาวบริวารเล็ก ๆ เหล่านี้ ทำให้สันนิษฐานได้ว่าน่าจะเป็นซากเหลือจากการปะทะกันของเศษดาวเคราะห์ จำพวกดาวหางกับวัตถุขนาดใหญ่จากรอบนอกของระบบสุริยะ และถูกดาวยูเรนัสดึงดูดเป็นบริวารในภายหลัง
นักดาราศาสตร์ใช้เทคนิคการวัดความสว่างของดาวฤกษ์ลดลง ขณะเมื่อดาวยูเรนัสเคลื่อนผ่านหน้าดาวฤกษ์ดวงหนึ่ง ใน พ.ศ. ๒๕๒๐ จึงค้นพบว่าดาวยูเรนัสมีวงแหวน ๙ ชั้น ต่อมายานวอยเอเจอร์ ๒ ยืนยันด้วยภาพถ่าย แสดงวงแหวนบาง ๆ สีมืดคล้ำประกอบด้วยก้อนน้ำแข็งขนาดเล็กใหญ่ต่าง ๆ กัน การพบว่าดาวยูเรนัสมีวงแหวนทำให้เราเข้าใจได้ว่า วงแหวนเป็นลักษณะธรรมดาของดาวเคราะห์ ไม่ใช่เฉพาะแต่ดาวเสาร์เท่านั้น
เมื่อนับถึง พ.ศ. ๒๕๔๙ มีการค้นพบวงแหวนวงในของดาวยูเรนัสรวม ๑๑ ชั้น และกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลยังค้นพบวงแหวนจาง ๆ อยู่วงนอกอีก ๒ ชั้น วงแหวนมีลักษณะบาง แคบ ไม่ค่อยกลมนัก และมีสีมืดคล้ำ บางวงเป็นเพียงส่วนโค้ง ที่ไม่เต็มวงสมบูรณ์ และวงแหวนบางวงมีดวงจันทร์ดวงเล็กเคลื่อนที่ขนาบข้างอยู่ด้วย