天王星有一个暗淡的行星环系统，由直径约十米的黑暗粒状物组成。他是继土星环之后，在太阳系内发现的第二个环系统。已知天王星环有13个圆环，其中最明亮的是ε环（Epsilon)，其他的环都非常黯淡。天王星的光环像木星的光环一样暗，但又像土星的光环那样有相当大的直径。天王星环被认为是相当年轻的，在圆环周围的空隙和不透明部分的区别，暗示她们不是与天王星同时形成的，环中的物质可能来自被高速撞击或潮汐力粉碎的卫星。而最外面的第5个环的成分大部分是直径为几米到几十米的冰块。除此之外，天王星可能还存在着大量的窄环，宽度仅有50米，单环的环反射率非常低。
环的发现日期是1977年3月10日，在James L. Elliot、Edward W. Dunham、和Douglas J. Mink使用柯伊伯机载天文台观测时。这个发现是很意外的，他们原本的计划是观测天王星掩蔽SAO 158687以研究天王星的大气层。然而，当他们分析观测的资料时，他们发现于行星掩蔽的前后，这颗恒星都曾经短暂的消失了五次。他们认为，必须有个环系统围绕着行星才能解释。后来他们又侦测到四个额外的环。旅行者2号在1986年飞掠过天王星时，直接看见了这些环。旅行者2号也发现了两圈新的光环，使环的数量增加到11圈。
在2005年12月，哈勃太空望远镜侦测到一对早先未曾发现的蓝色圆环。最外围的一圈与天王星的距离比早先知道的环远了两倍，因此新发现的环被称为环系统的外环，使天王星环的数量增加到13圈。哈柏同时也发现了两颗新的小卫星，其中的天卫二十六还与最外面的环共享轨道。在2006年4月，凯克天文台公布的新环影像中，外环的一圈是蓝色的，另一圈则是红色的。
关于外环颜色是蓝色的一个假说是，它由来自天卫二十六的细小冰微粒组成，因此能散射足够多的蓝光。天王星的内环看起来是呈灰色的。 名称 与天王星中心的距离（km)宽度（km)1986 U2R 38,000 2,500 Ring 6 41,840 1-3 Ring 5 42,230 2-3 Ring 4 42,580 2-3 Alpha Ring 44,720 7-12 Beta Ring 45,670 7-12 Eta Ring 47,190 0-2 Gamma Ring 47,630 1-4 Delta Ring 48,290 3-9 1986 U1R 50,020 1-2 Epsilon Ring 51,140 20-100 R/2003 U 2 ~66,000(near Portia) R/2003 U 1 97,734(at Mab) 已知天王星有27颗天然的卫星，这些卫星的名称都出自莎士比亚和蒲伯的歌剧中。五颗主要卫星的名称是米兰达、艾瑞尔、乌姆柏里厄尔、泰坦尼亚和欧贝隆。第一颗和第二颗（泰坦尼亚和欧贝隆）是威廉·赫歇耳在1787年3月13日发现的，另外两颗艾瑞尔和乌姆柏里厄尔是在1851年被威廉·拉索尔发现的。在1852年，威廉·赫歇耳的儿子约翰·赫歇耳才为这四颗卫星命名。到了1948年杰勒德P. 库普尔发现第五颗卫星米兰达。
天王星卫星系统的质量是气体巨星中最少的，的确，五颗主要卫星的总质量还不到崔顿的一半。最大的卫星，泰坦尼亚，半径788.9 公里，还不到月球的一半，但是比土星第二大的卫星Rhea稍大些。这些卫星的反照率相对也较低，乌姆柏里厄尔约为0.2，艾瑞尔约为0.35（在绿光）。这些卫星由冰和岩石组成，大约是50%的冰和50%的岩石，冰也许包含氨和二氧化碳。
在这些卫星中，艾瑞尔有着最年轻的表面，上面只有少许的陨石坑；乌姆柏里厄尔看起来是最老的。米兰达拥有深达20 公里的断层峡谷，梯田状的层次和混乱的变化，形成令人混淆的表面年龄和特征。有种假说认为米兰达在过去可能遭遇过巨型的撞击而被完全的分解，然后又偶然的重组起来。
1986年1月，旅行者2号太空船飞越过天王星，在稍后研究照片时，发现了Perdita和10颗小卫星。后来使用地面的望远镜也证实了这些卫星的存在。
天卫一(Ariel）是环绕天王星运行的一颗卫星。
天卫二（Umbriel英语发单UM bree el)是天王星第三大卫星，已知卫星中距天王星第十三近它由William Lassell于1851年发现。天卫二和天卫四很相似，但后者要比它大35%。天王星的大卫星都是由占40～50%的冰和岩石混合而成，它所含的岩石比土卫五之类所含的要多一些。天卫二的剧烈起伏的火山口地形可能从它形成以来就一直稳定存在。天卫二非常暗，它反射的光大约是天王星最亮的卫星－－天卫一的一半. 它的表面布满陨石坑。尽管没有地质活动的迹象，却有着离奇的特征。它有一个明亮的陨石坑，宽约112公里，绰号萤光杯。坑表面深色部分可能是有机物质，浅色部分则无人知道是什么。
天卫三(Titania）是环绕天王星运行的一颗卫星。天卫三跟天卫四差不多大小，也复满了火山灰。这表明曾发生过火山活动。那儿有长达数千公里的风力强劲的大峡谷，可能是由于内部的水冻结、膨胀，撑裂了薄弱的外壳而形成的。天卫三直径约为1000公里，是天王星最大的卫星。它的表面也被一种黑色物质重新覆盖过，可能是甲烷或水冰。
天卫四（Oberon）是环绕天王星运行的一颗卫星。最外层的天卫四布满了陨石坑。陨石坑底有许多暗区，可能已经填满冰岩。
天卫五(Miranda）是环绕天王星运行的一颗卫星。
天卫六（S/1986 U 7,Cordelia）是环绕天王星运行的一颗卫星。
天卫七（S/1986 U 8,Ophelia）是环绕天王星运行的一颗卫星。
天卫八（S/1986 U 9,Bianca）是环绕天王星运行的一颗卫星
天卫九（S/1986 U 3,Cressida）是环绕天王星运行的一颗卫星。
天卫十（S/1986 U 6，Desdemona）是天王星的一颗小的天然卫星。
天卫十一(S/1986 U 2,Juliet）是环绕天王星运行的一颗卫星。
天卫十二(S/1986 U 1,Portia）是环绕天王星运行的一颗卫星。
天卫十三（S/1986 U 4,Rosalind）是环绕天王星运行的一颗卫星。
天卫十四(S/1986 U 5,Belinda）是环绕天王星运行的一颗卫星。
天卫十五(S/1985 U 1,Puck）是环绕天王星运行的一颗卫星。
天卫十六(S/1997 U 1,Caliban）是环绕天王星运行的一颗卫星。
天卫十七(S/1997 U 2,Sycorax）是环绕天王星运行的一颗卫星。
天卫十八(S/1999 U 3,Prospero）是环绕天王星运行的一颗卫星。
天卫十九(S/1999 U 1,Setebos）是环绕天王星运行的一颗卫星。
天卫二十（S/1999 U 2,Stephano）是环绕天王星运行的一颗卫星。
天卫二十一(S/2001 U 1,Trinculo）是环绕天王星运行的一颗卫星。
天王星卫星列表: 名称 GM(km/s)平均半径（km)平均密度（g/cm)天卫一 90.3±8.0 578.9±0.6 1.665±0.147 天卫二 78.2±9.0 584.7±2.8 1.400±0.163 天卫三 235.3±6.0 788.9±1.8 1.715±0.044 天卫四 201.1±5.0 761.4±2.6 1.630±0.043 天卫五 4.4±0.5 235.8±0.7 1.201±0.137 天卫六 S/1986 U 7 0.0030±0.0013 20.1±3 1.3 天卫七 S/1986 U 8 0.0036±0.0020 21.4±4 1.3 天卫八 S/1986 U 9 0.0062±0.0014 25.7±2 1.3 天卫九 S/1986 U 3 0.0229±0.0034 39.8±2 1.3 天卫十 S/1986 U 6 0.0119±0.0045 32.0±4 1.3 天卫十一 S/1986 U 2 0.0372±0.0096 46.8±4 1.3 天卫十二 S/1986 U 1 0.1122±0.0199 67.6±4 1.3 天卫十三 S/1986 U 4 0.0170±0.0085 36±6 1.3 天卫十四 S/1986 U 5 0.0238±0.0142 40.3±8 1.3 天卫十五 S/1985 U 1 0.1931±0.0143 81±2 1.3 天卫十六 S/1997 U 1 0.049 49 1.5 天卫十七 S/1997 U 2 0.359 95 1.5 天卫十八 S/1999 U 3 0.0014 15 1.5 天卫十九 S/1999 U 1 0.0014 15 1.5 天卫二十 S/1999 U 2 0.0004 10 1.5 天卫二十一 S/2001 U 1 0.00005 5 1.5 天卫二十二 S/2001 U 3 0.00009 6 1.5 天卫二十三 S/2003 U 3 0.00007 5.5 1.5 天卫二十四 S/2001 U 2 0.00009 6 1.5 天卫二十五 S/1986 U 10 0.000004 4.5 1.5 天卫二十六 S/2003 U 1 — — — 天卫二十七 S/2003 U 2 — — —
