由於土星表麵的溫度較低，而且逃逸的速度又很大（35.6公裏/秒），所以土星依然保留著幾十億年前它形成時所擁有的全部氫和氦。因此，科學家認為，研究土星目前的成分就等於研究太陽係形成初期的原始成分，這對於了解太陽內部活動及其演化有很大幫助。一般認為土星的化學組成像木星，不過氫的含量較少。土星上的甲烷含量比木星多，而氨的含量則比木星少。在1973年4月美國發射的行星際探測器“先驅者”11號發現土星有一個由電離氫構成的廣延電離層，其高層溫度約為977℃。經過觀測，結果發現土星的極區有極光。
目前認為，土星形成時，最初是土物質和冰物質吸積，然後才是體積聚。因此，土星有一個直徑20，000公裏的岩石核心。這個核占土星質量的10%到20%，核外包圍著5000公裏厚的冰殼，再外麵是8，000公裏厚的金屬氫層，金屬氫之外是一個廣延的分子氫層。1969年，一架飛機在地球大氣高層對土星的熱輻射作了紅外觀測，發現土星和木星一樣，它輻射出的能量是它從太陽接收到的能量的兩倍。由些表明，土星也有內在能源，後來經過“先驅者”11號的證實，土星發出的能量是吸收太陽能量的2.5倍。
7．天王星——躺在軌道上運行的行星
天王星
天王星是太陽係八大行星之一，以離太陽由近至遠的次序為第七位。天王星是在1781年由英國天文學家赫歇耳發現。它與太陽平均距離28.69億千米。直徑51800千米，平均密度124克/厘米3，質量87421028克。公轉周期84.32年，自轉周期239小時，為逆向自轉。表麵溫度約-180°c。有磁場、光環和十五顆衛星。在八大行星裏，它與海王星屬於冰巨星一類，其原因是因為它拉大氣構成與巨大氣體巨星構成完全不一平。
天王星大氣的主要成分為氫和氦，另外還包含了由水、氨、甲烷所結成的“冰”和可以察覺到的碳氫化合物。他是太陽係內溫度最低的行星，最低的溫度隻有49K，還有複合體組成的雲層結構，水在最低的雲層內，而甲烷組成最高處的雲層。它和其他的大行星一樣，有係統、有磁場和許多衛星。它係統非常獨特，它的自轉軸斜向一邊，幾乎是躺在公轉太陽的軌道平麵上，因而兩極也躺在其他行星的赤道位置上。
在西方文化中，天王星是唯一一顆以希臘神祗命名的行星，而太陽係中的其他行星都是根據羅馬神祇命名的。從地球看，天王星的環像就像是標靶的圓環，而它的衛星就好像是鍾表的指針。在1986年，來自旅行者2號的影像顯示天王星實際上是一顆平凡的行星，在可見光的影像中沒有像在其他巨大行星所擁有的雲彩或風暴。然而，近年內，隨著天王星接近晝夜平分點，地球上的觀測者看見了天王星上的季節的變與天氣活動，它風速可以達到每秒250米。
對於氣體巨星和冰巨星的形成，有些論點認為它們剛形成的時候就有差異的存在。太陽係的誕生應該開始於一個氣體和塵土構成的巨大轉動的球體，也就是前太陽星雲。當它凝聚時，就會逐漸形成盤狀，然後在中心的崩塌形成了太陽。星雲氣體，主要是氫和氦，然後與塵土結合就形成了第一顆原行星。在行星成長的過程中，有些累積到足夠的質量，能夠凝聚星雲中殘餘的氣體的就開成了氣體巨星。冰巨星是由於氣體隻有幾個地球的質量，沒能達到這個臨界點。目前，太陽係形成理論遭遇了困難，有人認為天王星和海王星如此遠離木星和土星，而且他們也太大了，因此在那個距離上無法取得足夠的材料來形成。不然也有科學認為在離太陽較近的位置形成之後，它們才被木星驅趕到外麵的。然而，經過最近的模擬，並將行星漂移計算在內，似乎能在他們現存的位置上形成天王星和海王星。
天王星的在行星之前就已經被觀測了多次，人們把它當作恒星來看。而天王星的發現，最早的紀錄可以追溯至1690年，約翰·佛蘭斯蒂德在星表中將他編為金牛座34，並且至少觀測了6次。法國天文學家PierreLemonnier在1750至1769年也至少觀測了12次，包括一次連續四夜的觀測。威廉·赫歇爾在1781年3月13日在索美塞特巴恩鎮新國王街19號自宅的庭院中觀察到這顆行星（現在是赫歇爾天文博物館），但在1781年4月26日最早的報告中他稱之為彗星。赫歇爾用他自己設計的望遠鏡對這顆恒星做了一係列視差的觀察。他在他的學報上的紀錄著：“在與金牛座成90°的位置……有一個星雲樣的星或者是一顆彗星。”在3月17日，他注記著：“我找到一顆彗星或星雲狀的星，並且由他的位置變化發現是一顆彗星。”最後他半角發現交給皇家學會，雖然他認為那顆比較像行星，但他還稱它為彗星。
威廉·赫歇爾是天王星的發現者，它是一個很快被天體所接受的一顆行星。在1783年，法國科學家拉普拉斯證實赫歇爾發現的是一顆行星。赫歇爾本人也向皇家天文學會的主席約翰·班克斯承認這個事實：“經由歐洲最傑出的天文學家觀察，顯示這顆新的星星，我很榮譽的在1781年3月指認出的，是太陽係內主要的行星之一。”為此，威廉·赫歇爾被英國皇家學會授予柯普萊勳章。當時的國王根據他們成就，將他移居到溫沙王室。喬治三世依據他的成就將他移居至溫莎王室。讓皇室的家族有機會使用他的望遠鏡觀星的前提下，還給予了他200英鎊的年薪。
8．海王星——神秘的淡藍色行星
海王星
海王星是一個典型的氣體行星。海王星上呼嘯著按帶狀分布的大風暴或旋風，海王星上的風暴是太陽係中最快的，時速達到2000千米。海王星的藍色是大氣中甲烷吸收了日光中的紅光造成的。盡管海王星是一個寒冷而荒涼的星球，但科學家們推測它和木星、土星一下是有內部有熱源的。它輻射出的能量是它吸收的太陽能的兩倍多。由於海王星是一顆淡藍色的行星，人們根據傳統的行星命名法，稱其為涅普頓。涅普頓是羅馬神話中是統治大海的海神，掌握著1/3的宇宙。
海王星是在太陽係中的第八顆行星，它是在1846年9月23日被發現的。計算者為英國劍橋大學的大學生亞當斯，也是最早被計算下來的。德國天文學家J.G.伽勒是按計算位置觀測到該行星的第一個人。這一發現被看成是行星運動理論精確性的一個範例。海王星由於距離遙遠，光度暗淡，即使用大型望遠鏡也難看清其表麵細節，因而不能依靠觀測表麵標誌的移動來定出自轉周期。在1928年通過觀測譜線的多普勒位移測出它的自轉周期為15.8±1h，貝爾通等從分析約300次紅外觀測中定出的，海王星的快速自轉使它的扁率達1/50（即赤道半徑比極半徑約長500km）。在1968年4月7日曾出現海王星掩恒星事件，通過這個事件準確的得出了它的赤道直徑50950km，與目前的最新數據相差很小。如果用永遠鏡觀看海王星，它則呈綠色。
海王的大氣中含有豐富的氫和氦，大氣溫度大約為-205℃，這個值高於從太陽輻射算得的期望值，由些說明海王星的大氣下要麼存在著溫室效應，要麼它有熱源。在1932年證實了海王星光譜紅外區的強吸收線為甲烷引起。1846年，W.拉塞爾發現逆行的海衛一，據計算它正接近海王星，將來也許會碎裂成為海王星的環，1949年發現海衛二。從地球上來看，遙遠的海王星常常隱身於寶瓶座星係不被人們發現。直到一天，人們發現天王星運動方式有點怪異，通過計算和推算才發現了海王星。在天王星被發現後，人們注意到它的軌道與根據牛頓理論所推知的並不一致。因此科學家們預測可能是因為存在的另一顆遙遠的行星影響了天王星的軌道。
正是基於以上的預測，在1846年9月23日首次觀察到海王星。它所出現的地點非常靠近於亞當斯和勒威耶根據所觀察到的木星、土星和天王星的位置經過計算獨立預測出的地點。於是一場關於誰先發現海王星和誰享有對此命名的權利的國際性爭論產生於英國與法國之間。現在將海王星的發現共同歸功於他們兩人。後來的觀察顯示亞當斯和勒威耶計算出的軌道與海王星真實的軌道偏差相當大。也就是說，如果搜尋海王星的時間早幾年或晚幾年，人們將無法在預測的位置或其附近找到他。
9．冥王星——被“開除”出太陽係的行星
冥王星
冥王星的發現，是在一個非常巧合的且幸運的情況下發現的。在1930年，是在基於天王星、海王星運行進行研究時被一個發現錯誤的“斷言”所發現海王星後還有一顆行星。美國亞利桑那州的Lowell天文台的ClydeW.Tombaugh由於不知道這個計算錯誤，對太陽係進行了一次非常仔細的觀察，於是發現了冥王星。冥王星是太陽係九大行星中同太陽的平均距離最遠，質量最小的一顆行星。它的密度隻為每立方厘米1.8～2.1克，其質量是地球質量的0.0024倍，這不僅比水星質量小，甚至比月球質量還小。它的直徑約為2400千米，比月球還要小。
在冥王星上有一個名叫查龍的衛星，它的直徑為1180千米，因此對冥王星的大氣層的情況知道得少知又少，科學家們推測，冥王星的大氣可能是由氮和少量的一氧化碳及甲烷組成。大氣極其稀薄，地麵壓強隻有少量微巴。冥王星的大氣層可能隻有在冥王星靠近近日點時才是氣體；在其餘的冥王星的年份中，大氣層的氣體凝結成固體。靠近近日點時一部分的大氣可能散逸到宇宙中去，甚至可能被吸引到冥衛一上去。冥王星的軌道十分反常，有時候比海王星離太陽更近（從1979年1月開始持續到1999年2月）。冥王星的自轉方向也與大多數其他行星的方向相反。冥王星與海王星的共同運動比為3：2，即冥王星的公轉周期剛好是海王星的1.5倍。它的軌道交角也遠離於其他行星。即使冥王星的軌道看到支好像要穿越海王星軌道似的，但實際上根本沒有，所以，它們永遠也不會碰撞。
冥王星從來沒有被太空飛行器訪問過，就連哈勃太空望遠鏡也隻能觀察到它表麵上的大致容貌。因為它的距離太陽是非常遙遠的，因此它表麵的溫度幾乎接近零下240攝氏度。在冥王星上看來，太陽隻不是一顆明亮的星星。
冥王星被去除太陽係是在2006年的8月。此段時間，在布拉格召開的國際天文聯合會第26屆大會上，來自各國天文界的權威代表經過投票表決後通過聯合會決議，將原來九大行星中的冥王星列入矮行星之列。這意味著太陽係不再有九大行星。
按照國際天文學聯合會的定義，一個天體要被稱為行星，需要滿足三個條件：圍繞太陽公轉、質量大到自身引力足以使它變成球體，並且能夠清除其公轉軌道周圍的其他物體。同時滿足上述三個條件的隻有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星，它們都是在1900年以前被發現的。而同樣具有足夠質量、成圓球形，但不能清除其軌道附近其他物體的天體稱為“矮行星”，冥王星恰好符合這一定義，因此被國際天文學聯合會確認是一顆“矮行星”。圍繞太陽運轉，形狀不規則，也不能清除公轉軌道周圍物體的天體統稱為“太陽係小天體”。眾多太陽係小天體主要集中在火星和木星軌道之間，估計有50000多顆，現在已發現7000多顆。
一直以來，人們都認為太陽係九大行星，但通過這一決議，太陽係隻有八大行星。其實從70多年前發現冥王星開始就頗受爭議。1930年美國天文學家湯博發現冥王星，當時估錯了冥王星的質量，以為冥王星比地球還大，所以命名為大行星。但是經過近30年的進一步觀測，發現它的直徑隻有2300千米，比月球還要小，等到冥王星的大小被確認，“冥王星是大行星”早已被寫入教科書了。然而冥王星是一個異類。它個頭太小，軌道太扁，有時竟跑到海王星軌道的內側，而且軌道平麵相對於地球軌道平麵有很大的傾斜，而不像其他行星軌道基本上與地球軌道位於同一平麵上。這些種種特征使它的地位相當不穩定，最終被“開除”到了太陽係外。