天王星上的一天相当于地球上的17小时，另一方面，天王星一年等于地球84年
公转与自转
公转轨道
天王星每84个地球年环绕太阳公转一周，与太阳的平均距离大约30亿公里，阳光的强度只有地球的1/400。天王星的轨道参数在1783年首度被拉普拉斯计算出来，但随着时间，预测和观测的位置开始出现误差。在1841年，英国天文学家约翰·柯西·亚当斯（John Couch Adams）首先提出误差也许可以归结于一颗尚未被看见的行星的扰动。
在1845年，法国天文教师勒维耶（Urbain Le Verrier）开始独立的进行天王星轨道的研究，在1846年9月23日，德国天文学家约翰·格弗里恩·伽勒（Johann Gottfried Galle）在勒维耶预测位置的附近发现了一颗新行星，稍后被命名为海王星。天王星内部的自转周期是17小时又14分，但和所有巨行星一样，天王星上部的大气层朝自转的方向可以体验到非常强的风。实际上，在有些纬度，像是从赤道到南极的2/3纬度上，可以看见移动得非常迅速的大气，只要14个小时就能完整的环绕行星自转一周。[5]
天王星近红外光谱假色照片，哈勃NICMOS相机1998年拍摄
从1995至2006年，天王星的视星等在+5.6至+5.9等之间，勉强在肉眼可见的+6.0等之上，它的角直径在3.4至3.7弧秒比较土星是16至20弧秒，木星则是32至45弧秒。在冲的时候，天王星可以用肉眼在黑暗、无光污染的天空直接看见，即使在城市中也能轻易的使用双筒望远镜看见。
使用物镜的口径在15至25厘米的大型业余天文望远镜，天王星将呈现苍白的深蓝色盘状与明显的周边昏暗口径25厘米或更大的，云的型态和一些大的卫星，像是天卫三和天卫四，都有可能看见。[6]
自转轴
天王星的自转轴可以说是躺在轨道平面上的，倾斜的角度高达97.77°，这使得它的季节变化完全不同于其他的行星。其它行星的自转轴相对于太阳系的轨道平面都是朝上的，天王星的转动则像球一样侧着滚动。当天王星在至日前后时，一个极点会持续的指向太阳，另一个极点则背向太阳。
只有在赤道附近狭窄的区域内可以体会到迅速的日夜交替，但太阳的位置非常的低，有如在地球的极区其余地区则是长昼或长夜，没有日夜交替。运行到轨道的另一侧时，换成轴的另一极指向太阳每一个极都会有被太阳持续的照射42年的极昼，而在另外42年则处于极夜。
在接近昼夜平分点（分点）时，太阳正对着天王星的赤道，天王星的日夜交替会和其他的行星相似，在2007年12月7日，天王星经过分点。
