天王星的衛星也比較多，是一個大家庭。較早發現的5顆衛星都比較大，有4顆衛星的直徑都在1100千米以上，最小的一顆直徑為500千米。1986年1月，宇宙飛船“旅行者2號”飛近天王星，從1月24日到2月25日，對天王星及其衛星和環帶進行了細致的觀測，又發現10顆較小的衛星，使天王星的衛星數達到15顆。“旅行者2號”還對5顆早已知道的衛星拍了許多照片，發現這些衛星的地貌很像地球，特別是天衛五的地貌非常豐富，既有懸崖峭壁，又有高山峽穀。
“旅行者2號”還發現天王星有一個令人奇怪的現象，它背向太陽的極區溫度反倒比被太陽照亮的另一個極區的溫度要高一些，這是什麼原因造成的，目前也是一個未解的謎。
“旅行者”號探測海王星
在海王星被發現以來的143年中，天文學家們盡管采用了高倍率望遠鏡，仍對它了解甚少。1989年8月，宇宙飛船“旅行者2號”從距離海王星雲端4800千米的地方飛過，使這種狀況得到徹底改變。通過“旅行者”從44.8億千米的遠方發回的照片，海王星終於顯示出它的英姿。從此，人們才了解到，海王星並不是太陽係裏的一個死堆，而是風暴活動頻繁的星球。它有3個光環——衛星與小行星碰撞的古老遺跡。
它有8顆衛星，其中1顆上的冰山中此刻正在噴出液態氮的泡沫。
實際上，很早以前兩位數學家用紙和鉛筆就“發現”了海王星。
根據天王星的奇異軌道，J·C·亞當斯和U.勒威耶各自預測存在著一個新行星。他們計算出，在更遠的地方有一個大的重力源作用於天王星，使它的速度時快時慢，就像被釣上來的魚在線上蹦跳一樣。但是兩個人誰也無法說服天文學家去尋找這個新行星。
最後，1846年，勒威耶把他的圖紙寄給了一位名叫J.伽勒的年輕的德國天文學家。就在那一天晚上，伽勒在夜空中觀測到這個藍色的行星。
1989年8月，“旅行者”從海王星旁邊飛過。此前的幾個月，“旅行者”的照相機就可以拍攝到海王星的詳細情況，這些情況從地球上是看不到的。有一巨大鵝卵形風暴，直徑大約1.28萬千米，看上去像是藍色海王星向外注視著的一隻大眼睛。科學家們稱之為“大黑斑”。在這個風暴的眼裏，直徑640千米的“雨果”號颶風隻是一個斑點而已。
這種風暴並非海王星獨有。“旅行者”發現，木星和土星上的風暴更大而且更為強烈。這種風暴天氣使科學家們感到興奮，他們了解到，這些行星在氣象方麵是活躍的。
但是，這種風暴究竟是由什麼推動的仍是一個謎。地球上的風暴是由從太陽吸收的熱能推動的。可是海王星離太陽如此遙遠，太陽的熱能根本不可能推動這種風暴。一種可能性是，這種熱能來自海王星石核內的強高壓和強高溫。
究竟事實是怎樣的，這些嚴肅的問題看來隻有留待以後回答。
值得科學家欣慰和研究的是“旅行者”共發現了6顆海王星的新衛星的照片，使海王星的衛星總數增加到8顆。海衛一是海王星最大的一顆衛星，也是“旅行者”照相機拍攝的主要目標。科學家們急切地等待著關於這顆衛星的清晰圖像。科學家們看到的情況概括地說就是海衛一曾經是一個行星。這種說法的主要證據是海衛一是唯一一顆沿著與其母行星運行方向相反的軌道運行的大衛星。在整個太陽係裏沒有一顆大衛星這樣逆行。
海衛一在其赤道附近顯示一個古怪的冰覆蓋著藍色地帶，這個地帶是由冰凍的甲烷氣體構成的。這使海衛一成為太陽係中唯一一顆真正的“藍色衛星”。
在海衛一的其他地方，液態氮的泡沫冒出地麵並凍結成閃閃發光的粉紅色的霜。
亞利桑那大學的天體物理學家羅傑·耶爾說，海衛一的溫度為—40益，是“我們見到的太陽係中最冷的天體”。
海衛一的另一個特點就是它有大氣。
據吉姆·多伊爾講，太陽係中另外還有一顆衛星有自己的大氣，即繞土星運行的土衛二。海衛一的大氣很薄，是由氮和甲烷氣體組成的。
海衛一上隕石坑很少，表明海衛一地質活躍。由冰覆蓋的表麵部分地溶解後又重新凍結，把一些最大最老的隕石坑淹沒了。