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  於1990年代,天文學家發現天王星和海王星其實與氣態巨行星不同,全因它們只有20%的成分是氫氣,而木星和土星等氣態巨行星卻有高達90%的成分都是氫氣。這些冰巨行星的主要成分為「冰」,即比氫和氦更重的元素。這些材料在冰巨行星的形成過程中是以固體的狀態存在,但現在只存在於某特定情況,如超臨界流體。儘管冰巨行星的表層仍然是以氫氣為主,但在這範圍之下的內部區域則大致呈現「冰凍」狀態。這些「冰」主要由水、氨與甲烷組成,因此水的狀態方程對冰巨行星的形成佔有非常重要的地位。與氣態巨行星不同的是,這些冰巨行星的核心缺乏金屬氫。

  冰巨行星有著變化極大的大氣模式,其中包括極地渦旋、強烈的緯向風,和大尺度環流。現在還沒有任何模型能夠準確解釋這些氣候系統。因為它們的巨大規模和低熱導率,行星內部的壓力可達數百GPa,而溫度則可達數千K。於2012年3月,天文學家們發現,冰巨行星中的水的可壓縮性可能少於正常的三分之一。這個資料有助於為冰巨行星建模,並能有助天文學家們對它們的理解。除了天王星和海王星外,太陽系外也有冰巨行星的存在。

  冰巨行星的大小比氣態巨行星小,但仍然比類地行星大。冰巨行星大小受到約束,源於一個重要因素:氣態巨行星的形成必須比類地行星快,因為它們要防止原行星盤中的氣體消散。根據觀測年輕星團中的原行星盤,冰巨行星必須在3-10萬年之內形成,之後原行星盤就會開始消散。

  天王星和海王星的磁場均異常地移位和傾斜。這些冰巨行星的磁場強度介乎於氣態巨行星和類地行星之間,即地球磁場強度的數十倍。天王星和海王星的磁場強度分別是地球的50倍和25倍。這些冰巨行星的磁場是來自其電離對流熔融冰幔。

  冰巨行星的大小明顯比氣態巨行星小得多:木星和土星的赤道半徑分別是71492公里和60268公里,但天王星和海王星僅有25559公里和24764公里。儘管如此,冰巨行星仍然比類地行星大得多(地球的赤道半徑僅為6378公里)。而它們的質量、自轉週期、衛星數量等亦介乎於氣態巨行星與類地行星之間。

  亮灰色為冰巨行星<br>淡棕色為類木行星<br>水藍色為類地行星
冰巨行星(英語:ice giant、類海行星),是一種主要由比氫和氦更重的氣體組成的巨行星,例如氧,碳,氮,和硫。在太陽系裡,天王星和海王星均是典型的冰巨行星。它們的質量包括約20%的氫和氦,而氣態巨行星(木星和土星)的質量中都含有90%以上的氫和氦。但近期有證據顯示第三個冰巨行星第九行星存在於太陽系中。在1990年代,人們認識到,天王星和海王星是一類獨特的巨行星,獨立於其他的巨行星。