天王星是太阳系八大行星之一，按照距离太阳由近及远的次序，天王星排在第7位。说起这颗远日行星的发现，就不得不提起一位著名的天文学家威廉·赫歇尔。
赫歇尔本来只是一个普通的天文爱好者，他出生在一个贫困的家庭，父亲是个乐师。在父亲的熏陶下，赫歇尔从小就对音乐怀有浓厚的兴趣，15岁时就在军乐队中演奏小提琴和双簧管。为了提高自己的演奏技巧，他专注乐理的研究，并在无心当中接触到了一些数学、天文学知识，转而走上了天文研究的道路。从那以后，赫歇尔白天为乐队写乐谱或从事演奏，由此赚取一些微薄的收入，而这些收入几乎全都被他用于科学研究上了。为了制作望远镜，他甚至把自己的家变成了一个小作坊。每到夜晚，无论天气多么恶劣，他都会不间断地用望远镜探索星空。就是在这长年累月的艰苦工作下，他才发现了一颗被别人忽略的行星。
1781年3月13日晚上，赫歇尔用自己制造的天文望远镜观测星空，意外地在双子星座附近发现了一颗略显蓝绿色的奇怪的星星。他对此很感兴趣，查阅了大量资料后，发现有些天文学家从17世纪末就已经观察到了这颗特殊的“恒星”。这颗星星在晴朗的夜空中很容易观测到，因而被粗心大意的天文学家误认为是恒星并载入了星图。
开始，赫歇尔也像其他天文学家一样，怀疑这是一颗恒星。但他没有妄下结论，而是又花了三四个月时间对这颗不起眼的星星做了连续观察。他发现这颗星星在天空中一直在极其缓慢地移动，所以赫歇尔认为它不是一颗恒星。起先，他认为这是一颗彗星，而没有想到它是行星，通过计算这颗星的轨道，赫歇尔终于发现了它是一颗沿着圆轨道绕太阳公转的新行星，离太阳的距离大概是太阳和地球之间距离的19倍。
赫歇尔怀着极其兴奋的心情，把这个发现提交给英国皇家学会，不过，他考虑到自己的资历尚浅，因此没有直接指出这就是一颗行星，而是用极其谨慎的语言含蓄地说：“我不知该如何称呼它，它在接近圆形的轨道上移动很像一颗行星，而彗星是在很扁的椭圆轨道上移动。我也没有看见彗发或彗尾。”赫歇尔的发现很快引起了其他天文学家的重视，并最终得到了人们的认可。
这颗崭新的行星的发现让全世界激动不已，寂寂无闻的赫歇尔也因此成了人们眼中杰出的天文学家，英王查理二世把他请到宫廷，并向他赐予年金作为研究经费，以表彰他对天文学所作出的伟大贡献。赫歇尔对查理二世非常感激，便提议用查理二世的名字“乔治”来命名这颗新发现的行星。不过，这个提议马上遭到了天文学家们的反对，经过一番激烈的争论后，大家最终同意用希腊神话中的人物乌拉诺斯的名字为这颗新发现的行星命名。乌拉诺斯是希腊神话中的第一位君王，也是众神之王宙斯的祖父。他与地母该亚结合，生下了后来的众多天神。由于他显赫的地位，这颗行星也就有了“天王星”这个中文译名。
赫歇尔发现天王星之后，便不再从事音乐工作，而是专心致志地投向天文学的研究，一生为天文学的研究作出了很大的贡献。
天王星的体积很大，是地球的65倍，仅次于木星和土星，在太阳系中位居第三；它的直径为5万多千米，是地球的4倍，质量约为地球的14.5倍。但是它的公转周期很长，每84个地球年才绕太阳一周。从被发现到今天，它只绕太阳运行了约两周半，正是因为这样，天王星才会不断被人们当做是一颗恒星。
天王星的最外层包裹着一层大气层，大气的主要成分是氢和氦，以及氨、甲烷、乙炔等成分。由于甲烷、乙炔等会吸收太阳光中的红光，所以使得天王星呈现出发白的蓝绿色的光彩。
天王星的自转方式非常奇特，它的自转轴斜向一边，看上去好像是在“躺”着转动，在近日点自转轴几乎对着太阳，而其他行星（除了金星、冥王星倒着转以外）的自转轴都是几乎垂直于公转轨道面的，倾斜角度不超过30度。对于这种自转方式形成的原因，科学家们还没有找到确切的答案，一些科学家认为天王星可能在刚形成时就与一个地球般大小的星球发生了碰撞，并被“撞歪”成了现在的样子，从此天王星就横躺着自转了。