由前进自转来定义的话,天王星的自转方向与地球相同。
但天王星的自转与太阳系其他大行星区别极大,非常特殊。
天王星的自转轴与太阳系的平面大致是平行的,其轴向倾斜度为97.77度“由前进自转定义”,也就是说,天王星是躺着自转的。
天王星的自转运动则像倾倒滚动的球,这使它的季节变化完全不同于其他的行星。当天王星在至点附近时,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。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,天王星经过了昼夜平分点。
这种轴的指向带来的一个结果是,在一年之中,天王星的极区得到来自于太阳的能量多于赤道,不过,天王星的赤道依然比极区热。导致这种结果的机制仍然未知。
天王星异常的转轴倾斜原因也不知道,但是通常的猜想是在太阳系形成的时候,一颗地球大小的原行星撞击到天王星,造成的指向的歪斜。
哈勃太空望远镜中的天王星