Уран и Нептун отличаются от Юпитера и Сатурна не только меньшими размерами и массой. У них больше средняя плотность, что отражает иной средний состав этих планет. По-видимому, в их недрах водород и гелий составляют не более 20% массы, остальная часть приходится на долю тяжелых элементов. Но в атмосферах этих планет водород и гелий по-прежнему — главные компоненты.
Температуры этих планет крайне низки. Равновесная температура Урана составляет около 50°К, Нептуна 40°К. Фактически измеренные температуры в инфракрасном диапазоне 55°К и 57°К соответственно. Некоторое превышение измеренной температуры Нептуна над равновесной требует подтверждения.
В миллиметровом и сантиметровом диапазоне температуры обеих планет растут с длиной волны, как видно из следующей таблички:
| Длина волны | |||||
| Планета | 17-28 мкм | 3,5 мм | 9,5 мм | 2 см | 10 см |
| Уран | 55 | 111 | 125 | 181 | 200°К |
| Нептун | 57 | 88 | 134 | 172 | 200°К |
Явный, хотя и не быстрый рост температуры с длиной волны говорит в пользу тепловой природы радиоизлучения Урана и Нептуна и объясняется, как в случае Сатурна, ростом температуры с глубиной. В 1976 г. советские астрономы К. Ю. Ибрагимов и Л. П. Сорокина (Астрофизический институт АН Казахской ССР) показали, что в атмосферах Урана и Нептуна могут образовываться облака из капелек жидкого метана размером в несколько микрон. Наиболее плотный слой этих облаков лежит на 5—6 км ниже наблюдаемой нами их верхней границы.