1977年3月10日，美国、中国、印度、南非等国观测天王星掩恒星的罕见天象，意外地发现天王星也有环。由于天王星的环非常暗，故在此之前用大望远镜从未观测到它。
太阳系四颗行星的环中，天王星环的结构最简单，土星环的结构最复杂。
1977年8月，在发现天王星环的同时，美国航空天文台一下就发现天王星的5个环，从里到外依次命名为α、β、?、δ和ε环。除ε环有100公里宽，且有较复杂的结构外，α环可能是由相隔很近的两个窄环所构成，β、?和δ均是10公里还不到的窄环。后来，有人对这次观测资料进行仔细分析，发现最里面的α环内还存在三个小环，β环和?环中间也有一个小环η环。后来的观测表明，η环可能是由60公里宽的稀薄物质构成的，其内边缘有一物质较多的窄部。1986年“旅行者2号”飞船飞抵天王星时，又发现了天王星的2个新环。至此，总共发现天王星有11个环。它们大多数是窄环，结构简单，位于天王星赤道面上，为圆环，且环与环之间相距较远；其中ε环比较特殊，是椭圆环；各处环宽不一，靠近天王星处环窄，离天王星较远处环宽；在环的内外两边缘上，物质相对集中。1979年，美国天文学家用红外光在5米望远镜上也拍到天王星环像。此外，他们还在智利将电荷偶合器件(CCD)装到2.5米望远镜上，在光学波段观测到了天王星环。这次观测表明，天王星环只反射2%的太阳光。这说明，天王星环是由太阳系中最黑的物质所构成的，这些物质比煤还要黑得多。