八大行星是指太阳系中围绕太阳公转的八颗行星，分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。
在天文学分类中，这八大行星又可分为三大类：类地行星（水星、金星、地球、火星）、气态巨行星（木星、土星）和远日行星（天王星、海王星）。类地行星主要由岩石和金属构成，体积较小、密度较高，拥有固体表面；巨行星以氢和氦为主要成分，体积庞大、密度较低，没有明确的固体表面，常被称为“气态巨行星”；远日行星则含有大量冰状物质（水冰、氨冰、甲烷冰等），同时也包含氢和氦，因此也被归为“冰巨星”。这种分类清晰地反映了八大行星在物质组成与结构上的显著差异。太阳系的所有行星受太阳引力的支配。
水星距太阳五千八百万公里，是太阳系中距离太阳最近的行星。水星赤道半径为2440公里，质量约为0.06倍地球质量，自转轴角度接近0°，平均公转速度为每秒47.89千米，是太阳系中运动最快的行星。金星是离太阳第二近的行星，也是太阳系中第六大的行星。金星赤道半径为6052公里，比地球略小。质量约0.82倍地球质量，自转角度约177.4°。在所有行星中，金星的公转轨道最接近圆，偏差不到1％，距太阳108,200,000千米（0.72 天文单位）。其公转周期约为224.7日，金星是太阳系内唯一逆向自转的大行星。地球是距离太阳第三近的行星，也是太阳系第五大行星，地球的赤道半径为6378公里，自转轴角度约为23.44°。公转轨道半径为149,600,000 千米（离太阳1.00 天文单位）。地球自西向东自转，与公转运动的结合产生了地球上的昼夜交替和四季变化。地球拥有唯一一颗天然卫星——月球。
火星为距太阳第四远的行星，也是太阳系中第七大行星。 火星赤道半径为3396公里，质量约0.11倍地球质量， 火星大气远比地球的稀薄，它的主要成分是二氧化碳，占95%。木星是离太阳第五远的行星，太阳系中最大的行星，大气浓密，木星有16颗已知卫星。土星是离太阳第六远的行星，土星的赤道半径为6.0268万公里，质量约为地球质量的95倍，自转角度约26.7°。土星公转轨道半径为14亿千米。土星的内部结构与木星相似，也有岩石构成的核。核的外面是5000千米厚的冰层和氢组成的壳层。再外面也像木星一样被色彩斑斓的云带包围着。这些彩色的云带主要由氢、氦以及甲烷等组成。其温度低于-200℃。天王星是太阳系中离太阳第七远行星，从直径来看，是太阳系中第三大行星，天王星的赤道半径为2.4764万公里，质量约为17.2倍地球质量，天王星有15颗已命名的卫星，以及2颗已发现但暂未命名的卫星。海王星是环绕太阳运行的第八颗行星，也是太阳系中第四大天体（直径上）。海王星在直径上小于天王星，但质量比它大。海王星的赤道半径为2.4764万公里，质量约为17.2倍地球质量，自转轴角度约27.8°，公转轨道距太阳4,504,000,000千米（30.06天文单位），公转一周需要165年。海王星和天王星的主要大气成分都是氢和氦，内部结构也极为相近，海王星有8颗已知卫星，其中包括7颗小卫星和海卫一。
在2006年以前，太阳系的行星成员中还包括冥王星，20世纪末，天文学家开始使用“CCD”观测天体，认识到在海王星的外侧还有大量的小天体，冥王星只是其中一个。从此冥王星被废除了行星资格，这也标志着天文学家对太阳系认识的进步。
定义
八大行星是指太阳系中围绕太阳公转的八颗行星。太阳系八大行星按照与太阳的距离由近及远，依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。这一排列顺序并非偶然，而是源于太阳系形成初期的天体演化过程——太阳诞生后，剩余的星云物质在引力作用下逐渐聚集，形成了围绕太阳运行的行星，距离太阳的远近直接影响了行星的物质构成与环境特征。
在天文学分类中，这八大行星又可分为三大类：类地行星（水星、金星、地球、火星）、气态巨行星（木星、土星）和远日行星（天王星、海王星）。类地行星主要由岩石和金属构成，体积较小、密度较高，拥有固体表面；巨行星以氢和氦为主要成分，体积庞大、密度较低，没有明确的固体表面，常被称为“气态巨行星”；远日行星则含有大量冰状物质（水冰、氨冰、甲烷冰等），同时也包含氢和氦，因此也被归为“冰巨星”。这种分类清晰地反映了八大行星在物质组成与结构上的显著差异。
主要成员
木星
木星是离太阳第五远的行星，太阳系中最大的行星，比所有其他的行星的合质量大2倍（地球的318倍）。木星的赤道半径为7.1492万公里，平均密度为1.33克/厘米³，自转轴角度约为3.1°。公转轨道：距太阳 778,330,000 千米 （5.20 天文单位）。它的亮度仅次于金星。中国古代把它叫做“岁星”，用它来纪年，因为已经知道它的公转周期近于12年。木星是太阳系中自转最快的行星。 木星内部是由铁和硅组成的固体核，称为木星核，温度高达30000℃。木星核的外部绝大部分是氢，液态的氢分子层与液态的金属层合称为木星幔。木星幔的外面是木星的大气层，其大气厚度有1000千米，几乎全由氢和氦构成，只有微量的甲烷、氨和水汽。木星大气浓密，有一系列与赤道平行的明暗交替分布的云带，亮的叫带，暗的叫带纹。其中最引人注目的是位于木星南热带内的大红斑，它呈蛋形，长20000千米，宽11000千米。木星有16颗已知卫星，4颗伽利略·伽利莱发现的大卫星，12颗小卫星。是夜空最亮恒星天狼星亮度的3.5倍。
公转和自转
木星与太阳之间平均距离约为5.2天文单位（AU）。木星公转轨道在小行星带外侧，是外太阳系中离太阳最近的一个行星。木星轨道偏心率为0.05，与太阳距离的变化幅度是：近日距为4.95AU，远日距为5.45AU。公转轨道和黄道面的夹角为1.30°，所以在天球上木星的运行轨迹与黄道的偏离很小。它的平均轨道速度为13.06千米/秒，不及地球的（29.79千米/秒）一半。公转周期是11.87个地球年，约为4330个世界地球日。木星赤道面与公转轨道面的转轴倾角很小，等于3.12°，在八行星中仅略大于水星的轨道交角。由于公转轨道和赤道与黄道的倾角都很小，所以在地球上总是以很小的视角侧看木星的极区。木星自转周期为9时50分至9时56分，是自转速率最快的一个大行星。
物理化学状况
木星是气态巨行星的典型代表。赤道半径71492千米，约为地球的11.2倍。由于自转快，赤道半径明显大于极半径，椭率0.062。质量约为地球的318倍，超过除太阳外的太阳系其他天体质量的总和。在大气压1帕处的表面重力加速度24.8米/秒²，逃逸速度约60千米/秒，也都是八行星中最大的。体积约为地球的1318倍，超过其他三个类木行星（土星、天王星和海王星）。平均密度很低，仅为1.31克/厘米³，不及地球的1/4。它与类地行星大不相同，成分主要是氢、氦等轻元素。木星大气厚达1000千米，但和巨大的体积相比，仍只能算是薄层。大气中氢占89%、氦11%、甲烷（CH₄）0.2%。大气上层接受的太阳热量为地球的3.7%，气温约-150~-140℃。反照率为0.52。
大红斑
早在伽利略·伽利莱时代，天文学家即发现南北两半球上沿赤道带分布的、形态多变的条带状和斑纹状的云系，风暴的时速达300~500千米。1664年，旅法意大利天文学家G.D.卡西尼号（1625-1712）首次用长焦距折射望远镜观测到位于木星南半球的椭圆形大红斑。大红斑的亮度相当恒定，约有14000千米，但长度在几年内就能从30000千米到40000千米。21世纪初，又观测到一个形体略小的红斑，称为小红斑。现公认大红斑和小红斑都是个风暴气旋，但对其长达几百年的持续机制知之甚少。
在八行星中，木星拥有最强的磁场，表面场强是地球的14倍，磁矩是地球的20000倍，还有最强大的磁层、广漠的辐射带、壮丽的极光，并是很强的米波和厘米波射电源。推测其核心为一个半径约5000千米的金属-氢核，温度超过30000K，其外层厚度达木星半径60%的液态氢壳层，再往外是厚度占木星半径35%的液态分子氢壳层，金属氢和分子氢的过渡区温度约11000K，压力达300万个地球大气压，最上层则是木星大气，厚度达1000千米，但与行星半径的尺度相比还只能算是一薄层。
木星环
为“旅行者”1号行星际探测器于1979年飞临木星时发现，是继土星和天王星之后，观测到的第三个拥有环系的行星。环系由亮环、暗环和尘环（又称晕）三部分组成，又窄又薄，离木星又近，绕转木星一周约需7小时。整个环系的宽度约9000千米，约为木星半径的12%。亮环宽5700千米，不足木星半径的8%。除尘环和暗环外，亮环厚度仅1千米，由尘粒和水冰组成，反照率很低，可能小于0.05。与借助小型望远镜即可目视得见的土星环不同，即使用最大的地基光学天文望远镜也观测不到木星环。
木星卫星
木星拥有成员众多的木卫。最大的四个卫星是伽利略·伽利莱在1610年用他手制的折射望远镜首次观察木星时发现的，按与木星的距离由近及远，它们是木卫一（Io）、木卫二（Europa）、木卫三（Ganymede）和木卫四（Callisto），后世称之为伽利略卫星。最大的木卫三（直径5270千米）比水星还大。木卫四（直径4800千米）和木卫一（直径3640千米）虽比水星小，但都大于月球。最小的木卫二（直径3130千米）大于月球。木卫二是颗星，在强大引力作用下变成椭球状，还不时有猛烈的火山喷发。木卫二的表面是一层冰壳，或许有某种形态的生命。木卫三的地貌显示曾经有过激烈的板块活动，或许有过水，它也被视为可能具备生命诞生条件的天体。
伽利略卫星因其质量和体积大，称为行星型卫星。到20世纪末，观测到的木卫已有16个，其中木卫五（Amalthea）、木卫六（Himalia）、木卫十四（Thebe）和木卫十五（Adrastea）是直径60~125千米的中型卫星。进入21世纪，借助巨型地基光学望远镜和哈勃空间望远镜，又新发现许多直径只有几千米的小型卫星，截至2023年，已知的木卫总数达92个。这些小卫星的轨道椭率大，与木星的赤道面夹角大，绕木星运行的方向有逆行也有顺行，可能多是被木星俘获的小行星。
空间探测
截至2023年，已有六个行星际探测器造访或探访过木星。“先驱者”10号和11号探测器：前者1972年发射，1973年顺利穿过小行星带，同年飞临木星，拍摄了一批木星、大红斑、木卫二、木卫三和木卫四的照片，并测量了辐射带的范围和强度。后者1973年发射，1979年飞临木能木，近距离考察木星、伽利略卫星和木卫五，“旅行者”1号和2号探测器：两个探测器于1977年先后升空，它们在1979年飞临木星上空，随后以减速奔向土星继续考察。“卫星一号”1号还首先发现木星环系，并送回大量有关行星际等离子体、低能荷电粒子、宇宙线和木星射电的信息。
伽利略号木星探测器朱诺号木星探测器：于1989年由航天飞机送入太空。1994年在驶向木星之际，正值出现彗木碰撞事件，“伽利略”号接受临时的额外任务，从地木天体的哈勃空间望远镜都不可能有的视角，及时而出色地完成观测使命。1995年它飞临木星，在成为第一个绕木星运行的人造天体的同时，将一个子探测器投下一路测量温度和气压，历时1小时多，行程610千米。“伽利略”探测器到指令直到2001年初已取得了大量有关木星大气结构、云层动态、磁层环境等资料，以及伽利略卫星的近距离图像。2002年11月，在超期完成探测计划后，伽利略号木星探测器探测器按指令坠入木星大气毁灭。“卡西尼号”号土星探测器：1997年升空，在飞往土星时，于2000年年底在途中按指令顺访了木星。
金星
金星（Venus）是离太阳第二近，也是太阳系中第六大的行星。金星赤道半径为6052公里，比地球略小。质量约0.82倍地球质量，自转角度约177.4°。在所有行星中，金星的公转轨道最接近圆，偏差不到1％，距太阳 108,200,000 千米 （0.72 天文单位）。金星的公转轨道很接近于正圆，且与黄道面接近重合。其公转周期约为224.7日，但其自转周期却为243日，也就是说，金星的“一天”比“一年”还长。金星是太阳系内唯一逆向自转的大行星。金星周围也有大气和云层。金星的大气层厚重浓密而奇特，其主要成分为二氧化碳，约占97%以上。因此导致金星上的“温室效应”极其强烈。金星的大气密度是地球的100倍，其大气活动剧烈，大气层中有频繁的闪电和雷暴。金星基本上没有磁场。它的地势比较平坦，但地貌复杂。金星在史前就已被人所知晓。除了太阳与月亮，它是天空最亮的一颗星。它和水星一样，是太阳系中仅有的两个没有天然卫星的大行星。
“Venus”是希腊神话中的“爱情之神”，中国古代以“金星”和“长庚”分别称黎明前东方的晨星和黄昏后西方的昏星，西汉之后始称“金星”，民间俗称“太白”。最亮时的可达-4.7视星等（见星等），它的亮度是天上最亮的天狼星（大犬座α）的19倍，最暗时的亮度仍是天狼星的8倍。金星的大小、质量和成分都接近地球，常被称为地球的姊妹星。金星自东向西自转，且周期是行星中最长的。金星被浓密的二氧化碳大气包裹着，温室效应使地面温度超过水星，成为行星中最热的一颗。
轨道
金星公转轨道的半长径为0.723天文单位（AU），偏心率为0.007，对黄道面的转轴倾角为3.395°，公转周期为224.701日。金星近日距为0.718AU，远日距为0.728AU。金星轨道在太阳轨道之内，只有在黎明或黄昏时才出现在天空中，离开太阳不会超过47.8°。金星虽然没有卫星，但有几颗特洛伊型小行星在其轨道的拉格朗日点伴行。
自转
金星的自转方向与多数行星不同，是顺时针（逆行）的，轴倾角为177.36°，大于90°。自转周期即金星的恒星日为243世界地球日，比公转周期即金星年还要长，在行星中是最长的。由于逆行自转，金星太阳日为116.75地球日，比恒星冬至。一金星年约等于1.92太阳日，太阳西升东落近两次。
金星从太阳星云中形成时，其自转状态与现今完全不同。在几十亿年演化过程中，受到行星摄动，浓密大气还受到太阳和其他行星的潮汐作用，这两种作用引起了自转的混沌改变，才形成今天这样的状态。金星很长的自转周期，也是太阳引力的潮汐锁定和太阳加热大气引起的潮汐之间平衡的结果。
有研究者认为数十亿年前，金星至少有一颗碰撞事件生成的卫星，大约1000万年后，又一次碰撞改变了金星的自转方向，并且使卫星沿螺旋轨道落向金星，最终与之相撞。
物理特性
金星是一颗类地行星，形状接近正球体；平均半径6051.8千米，比地球略小；质量为地球的81.5%，平均密度为5.243克/厘米³，略小于地球和水星。由于缺乏地震和惯性矩数据，对金星的内部结构和化学成分知之甚少，只能根据与地球的相似推测它也具有核和壳的结构，核至少有部分是液态的。金星与地球的最大区别是金星壳层缺乏板块构造，其原因可能是缺乏水分使岩石变得僵硬。
金星磁场远比地球为弱，起不了防护宇宙射线和保护大气层的作用。金星磁场产生于电离层与太阳风的交互作用，而不是像地球那样产生于地核的发电机效应。发电机效应的存在依赖于三个条件：存在导电液体、旋转和流动。金星核导电不成问题，自转虽然慢，仍能达到发电机效应的要求。发电机效应的缺失只能是由于流动性不足。在地球，流动性存在于地核的液体外层，因为液体层底部比顶部为热。在金星，全球重构事件使板块活动终止，壳层热流减少，导致幔的温度增加，从核流出的热流减少，以致没有足够的流动性使发电机效应。
金星外层大气中的中性分子受紫外辐射离解生成氧和硫化物。由于缺乏较强磁层保护，这些离子被长驱直入的太阳风加速而从重力场中逃离。这导致较轻的氮、氧和氢离子的长期流失，而把较重的二氧化碳分子留在大气层。这种太阳风导致的大气流失可能使金星在形成后的十亿年里失去了全部水分，同时使氘和氢的比例增高到太阳系平均值的100倍。
地貌
金星表面由27%的低注平原，65%的丘陵山地和8%的高原组成。60%的地区高差不到500米，在类地行星中是最为平坦的。以平均半径为大地水准面，最低点在戴安娜峡谷（DianaChasma），高程为-2千米；最高点在麦克斯韦山，高程为11千米。金星表面的点缀着板状岩石的干燥荒原，周围地为火山活动期断。
金星南北各有一块“大陆”台地。位于南半球的是较大的阿佛洛狄忒（希腊爱神）台地，大小与南美洲相当，阿芙洛斯地貌覆盖其上。位于北半球的是较小的伊师塔（巴比伦爱神）台地，大小与澳大利亚相当。高大的麦克斯韦山脉蜿蜒其上，包围着拉克希米高原，长达1200千米的大峡谷穿地而过，队裂南北，缺少分散的溪流相当不便金星上的山脉和峭壁更加险峻。
壳层表面覆盖着年轻的玄武岩，上面有为数不多的撞击坑。早期形成时留下的大环形山和澄海平原等构造地貌，已被晚近的火山活动抹去。金星上有几个火山群，火山活动仍然活跃，存在新近喷发的迹象。火山间尚有众多大规模的同心圆或辐射状线状断裂构造，其他地区也有。
尽管有浓密大气减速，金星上仍然有数量众多、规模颇大的撞击坑，成串分布，可能是撞击天体在大气中先行碎裂所致。
金星地面经度起算零点所在的本初子午钱规定穿过阿丽雅得涅（Ariadne）环形山的中心峰。
大气
金星大气由96.5%二氧化碳、3.5%氮和痕量二氧化硫及其他元素组成，是四颗类地行星中最为密集的，地面气压是地球气压的92倍。金星大气分层为对流层、中间层和电离层。
数十亿年前金星的大气与地球类似，并且还有水的海洋。但经过约6亿年后，水的蒸发导致温室效应失控。蒸发水分子被光分解，生成的自由基和氧被太阳风吹到行星际空间，大气中的温室气体增加达到临界水平。强烈的温室效应使金星表面的平均温度高达735K，超过水星成为行星中最热的。
尽管金星的自转很慢，但热惯性和底层大气的流动使金星表面没有明显的昼夜温差。地面风速不大，只有每小时几千米，但由于密度很高，风力仍然惊人，足可飞沙走石。
地面以上50千米处，有一层厚约15～20千米的硫酸液滴云层，可能还杂有硫、三氯化铁和水微粒。云层反射和散射单射光线的90%，使可见光观测难以到达金星表面。云层顶部风速高达300千米/时，是金星自转线速度的60倍，4～5个世界地球日就吹遍全球。比较之下，地球上最大的风速也只有自转速度的10%～20%。
金星表面的温度相当均匀，不仅昼夜温差，而且季节温差，极地和赤道温差都很小。值得一提的只有高度引起的温差。温度约为655K的麦克斯韦尔山的最高峰因而成为金星上最冷的地方。
金星云层可以产生闪电。自从1978年12月苏联的金星12号探测器首次发现金星闪电以来，这个问题一直在争论中。2006～2007年，欧洲航天局的金星快车清楚地探测到了闪电特征的哨声模式波（whistlermodewaves），其间歇出现表明了与天气活动的关联。根据测量金星闪电发生的频率至少是地球的一半。
2007年，金星快车还在南极洲上空发现了巨大的双涡旋；2011年，又在金星大气中发现了臭氧层；2013年，报告说在金星电离层中发现了类似离子彗尾的离子外流。
金星凌日
金星绕日运行中从太阳与地球之间经过，金星与太阳的黄经相等，地面上看到的天象叫作下合。由于金星轨道对黄道面有大约3度的转轴倾角，这时金星通常不在日地连线上，淹没在太阳强光中而观测不到。但若金星恰在这时经过轨道升交点或降交点或其附近，日金地三个天体就会接近出现在一条直线上。从地面观测时，就会看到金星呈黑点状自东向西从日面经过，时间可持续几个小时。这种天象叫作金星凌日。
由于金星和地球公转运动的复杂性，金星凌日的发生呈现出复杂的周期性：243年发生4次，各次之间的时间间隔为8年、121.5年和8年，然后是105.5年的等待期，结束后进入下一周期。上一次金星凌日发生的时间是2012年6月6日（图2），下一次则是105.5年后的2117年12月21日。
金星凌日时可以在地面上进行基线长度已知的视差（三角）测量，从而精确确定金星距离，进而确定以地面距离单位（例如米或千米）表示的天文单位的数值。
空间探测
金星是离开地球最近的邻居，最近距离只有4.023千万千米。金星因此成为早期行星际探测的主要目标。苏联在1961年开始实施金星探测计划，当年2月12日发射的金星1号在距金星96000千米处飞过。尽管因通信故障未取得具体成果，仍然是对金星，也是对太阳系行星的第一次空间探测。此后26年里，苏联总共发射了16个探测器，有的进入金星轨道成为金星的卫星，有的在金星表面着陆，甚至在地面进行了钻探和抽样，对金星大气、地形、地质、磁场等进行了全面的探测。
美国在1962年8月27日发射水手2号在距金星3500千米处飞过，第一次成功拍摄了金星照片，测量了金星大气的温度。1967年的水手5号和1973年的水手10号探测器先后飞临金星，传回4000多幅金星照片。1978年的先驱者金星1号进入金星轨道，测绘学了金星表面93%的地形，同年发射的先驱者金星联合探测器进行了飞越探测。1994年的麦哲伦号金星探测器测绘了分辨率100米的金星地图。
欧洲航天局2005年发射的金星快车对金星大气进行了长达9年的多方面观测，时间和成果都超出预期。
日本2010年发射的拂晓号未能按计划进入环绕金星的轨道。在环绕太阳的轨道上运行5年后，于2015年12月借助船载推进器点火进入环绕金星的大椭圆轨道，对金星大气进行探测。
金星还是行星际空间探测的天然助力站。许多探测器借助金星的弹弓效应访问多个天体，同时对金星进行探测。其中有：法国和俄罗斯于1984年合作探测哈雷彗星的织女星1号和织女星2号；欧洲航天局于1998年探测土星的惠更斯号；美国于1990年探测木星的伽利略号木星探测器，以及于2006年探测水星的信使号。
水星
水星距太阳五千八百万公里，是太阳系中和太阳最近的行星。水星赤道半径为2440公里，质量约为0.06倍地球质量，自转轴角度（自转轴相对于行星自己的公转面的转轴倾角）接近0°，公转轨道距太阳 57,910,000 千米 （0.38 天文单位），平均转动速度为每秒47.89千米，是太阳系中运动最快的行星。在公元前3000年的苏美尔时代，人们便发现了水星。水星在外观上很像月球。它的表面有许多的坑穴，没有天然的卫星，也没有真实的大气层；它有个巨大的铁核，是个高密度的行星，磁场强度大约是地球的1%。水星的表面温度从90至700K（-180至430°C）。
轨道
水星公转轨道的半长径为0.387天文单位（AU），偏心率为0.206，对黄道面的转轴倾角为7°，是太阳系内倾角最大的行星，公转周期87.969日。水星近日距为0.308AU，远日距为0.467AU。水星轨道在太阳轨道之内，只有在黎明或黄昏时才出现在天空中，离开太阳不会超过28°。因为离太阳太近，从地面不易观测，但日全食时可以清楚看到。
1859年，法国天文学家U.-J.-J.奥本·勒维耶发现了水星轨道围绕太阳的进动，并且不能用已知行星的摄动按牛顿力学圆满解释。他怀疑在水星轨道之内可能还有行星存在，从而对水星运动施加影响，就像海王星影响天王星一样，天文学家还把这颗待发现的行星称为祝融星（Vulcan），但始终没有找到。
水星近日点进动的速率相对于国际天球参考架为574.1角秒/世纪，相对于地球参考架为5600角秒/世纪，其中55034角秒/世纪是地球的岁差，牛顿力学只能解释其中的531角秒，还有43角秒原因不明。
1916年阿尔伯特·爱因斯坦发表广义相对论，对牛顿力学做出修正，对水星近日点进动的修正量正好是42.98角秒/世纪。
当水星位于轨道升交点或降交点附近，恰巧又运行到太阳与地球之间，三者接近连成一条直线的时候，地面观测者会看到水星凌日的天象：水星呈黑点，因此在水星赤道上存在温度高达700K的两个热点。
自转
水星的自转周期（恒星日）为58.646日（世界地球日，下同），轴转轴倾角只有0.034°，是行星中最小的。水星自转有以下特点：①由于太阳强大引力的潮汐锁定，自转与公转速率接近5：2整数比，即大约每自转3周时公转2周。水星上的太阳日长达176日，换句话说，水星公转两周时，太阳只升落一次。②水星的公转角速度接近自转角速度，由于轨道离心率较大，公转的角速度变化也较大。在一水星年的大部分时间，自转都比公转略快，太阳在天空中自东向西运行。③接近近日点时，公转加快，在过近日点前4日，公转角速度恰巧增大到与自转角速度相等，太阳停留在天空中不动，然后公转超过自转，太阳在天空中由西向东运行；过近日点后公转变慢，直到4日后重新与自转相等，太阳再次停留不动；而后自转超过公转，太阳恢复东西向运行。④水星过近日点时，日下点在赤道上某处，在这里观测时，太阳在将近0.1水星日的时间里在天顶附近徘徊，接连三次通过天顶，加之这时日心距接近最小，太阳的持续照射使这里成为水星上最热的地点。半个水星日后，水星又一次过近日点，这时日下点是经度相差180°的另一点，因此在水星赤道上存在温度高达700K的两个热点。
1970年国际天文学联合会（IAU）大会通过决议，选取上述两个热点之一作为水星参考系的经度零点，该点位卡于“猎人”环形山中心向东20°处，这个规定称为经度规范。
物理特性
水星是一颗类地行星，赤道半径2439.7千米。成分为金属占70%，硅酸盐占30%，密度为5.427克/厘米³，比地球略小。金属核的半径为1800千米，可能是熔融的。硅酸盐幔的厚度为500～700千米，壳的厚度为35千米。
水星核的铁含量高于其他行星，普遍接受的解释是，水星在太阳系演化的早期遭到一颗质量约为其1/6的大星子的碰撞，把已经形成的幔和核的一大部分剥离了，类似于关于月球形成的大碰撞假设。
地貌
与月球类似，水星表面宽阔的平原（海）上散布着大量环形山，还有纹脊、山脉、高原、平原、峭壁和山谷多种地形。
46亿年前水星形成后的12亿年里，遭受过彗星和小行星的猛烈轰击，形成了众多大环形山。此期间，火山活动也很活跃，那些盆地填满了岩浆，形成类似月海的平原。壳凝固后幔和核冷却收缩，造成了许多交叉绵延数百千米的收缩皱。
环形山多种多样，有小到碗状的洞穴，也有大到直径数百千米的多环碰撞盆地；有最新的带射线环形山，也有严重退化的环形山遗迹。信使号发现的一个叫作“蜘蛛”、后来命名为阿波罗多罗斯（Apollodorus）的环形山带有辐射槽线。古老的平原分布在环形山之间，上面还有很多早期环形山的残留。与月球环形山不同的是，水星环形山抛射物覆盖的区域较小，这是重力较强所致。水星上已经分辨出来15个碰撞盆地，最大的是直径1500千米的卡洛里斯盆地（CalorisBasin）。盆地四周环山，有许多谷、嶙向外伸展，底部也散布着众多裂坟，形成这个盆地的碰撞非常猛烈，抛射岩浆造成了高达2千米的同心圆环；传到对面的地震波引起壳层的应力断裂，造成了对跖点处的大范围丘陵，山头直径5～10千米，高度100～1800米不等。
环境和大气
水星表面温度变化于100～700K，最高温度出现在经度零点和对面180°的地方，过近日点时达700K，过远日点时只有550K。两极的温度不超过180K，夜晚平均温度为110K。太阳辐射强度变化范围为4.59～10.61太阳常数（1370W・m⁻²）。与月球类似，水星两极处环形山的底部从来见不到阳光，温度不会高于102K，雷达观测在那里探测到可能来自水冰的较强信号，信使号也发现了大量水冰存在的证据。
又热又小的水星无法维持大气，其表面只有一个由氦、氧、钠、钙、钾等成分组成的外逸层，气压只有帕。层里的原子不断逃逸又不断补充，达到平衡。氦原子和部分氧原子来自太阳风，其他原子来自壳层物质的放射性蜕变。层中还存在水蒸气，可能的来源是彗星撞击、太阳风中氢离子与岩石中氧原子的反应以及极夜环形山中储藏的水冰。
磁场和磁层
水星磁场是稳定而全球性的，强度约为地磁场的1.1%，磁轴几乎与自转轴重合。与地球磁场一样，水星磁场也生成于富铁液核流动导致的发电机效应，高轨道偏心率引起的强潮汐效应有助于核保持液态。水星磁场虽弱，已经可以使太阳风偏折围绕行星而形成磁层，并能够捕获太阳风等离子体。探测器在水星磁层中探测到了低能等离子体。
空间探测
由于离太阳太近，太阳强大的引力和辐射对水星的空间探测造成了很大的困难。美国航空航天局先后发射过两个水星探测器，进行了卓有成效的探测。这两次探测的成果构成了对水星的大部分认识。水手10号探测器借助金星引力的弹弓效应，于1974年3月29日在绕日轨道上首次对水星进行了飞越探测。此后又两度飞越并探测水星，直到1975年3月24日燃料耗尽而结束任务。37年后，信使号在三次飞越水星后，于2011年3月18日进入环绕水星的轨道，进行了长达一个地球年的仔细探测，取得了丰硕的成果。
火星
火星为距太阳第四远的行星，也是太阳系中第七大行星。 火星赤道半径为3396公里，质量约0.11倍地球质量，自转轴角度约为25.19°。火星公转轨道距太阳227,940,000 千米 （1.52 天文单位） 。 火星大气远比地球的稀薄，它的主要成分是二氧化碳，占95%，氮占3%，还有数量极少的氧与水份。在干燥的火星表面上遍地都是红色的土壤和岩石。由于风沙的作用，火星表面到处是沙丘，还有类似河床的地形。这种河床地形在南半球及赤道附近分布，表明距今大约30亿年前的火星上曾像现在的地球上一样有河流，有“水”流动。火星有两颗小型天然卫星：火卫一和火卫二。两颗卫星都很小而且形状奇特，可能是被引力捕获的小行星。火星与其卫星之间的距离也是太阳系中所有的卫星与其主星的距离中最短的，从火星表面算起，只有6000千米。火星的英文名字“Mars”一词来源于古罗马神话中的“战争之神”，中国古代称火星为“荧惑”，西汉之后始称火星。
物理性质
火星是太阳系中距离太阳第四远的行星，属于类地行星，也是除金星外距地球最近的一颗行星。火星距地最近时仅有0.55亿千米，最远时有4亿千米。火星的平均直径为6794千米，大约为地球直径的一半。表面积约为1.45亿平方千米，仅相当于地球上陆地的表面积。体积约为1630亿立方千米，大约是地球体积的百分之十五。质量6.42×10²³千克，仅为地球的百分之十。火星平均密度为3.93克/厘米³，与地球内部地幔的平均密度相似，是类地行星中密度最小的。火星上的引力场比地球弱，表面的重力加速度为3.72米/秒²，大约是地球的百分之三十八。
除了南北两极的白色冰冠，整个星球都被红黄色的沙丘和砾石所覆盖，属于一颗沙漠行星。火星的大气很稀薄，成分主要是二氧化碳（95%）、氮气（2.7%）和氩（1.6%），还有微量一氧化碳、水蒸气和臭氧等，氧气含量极低。因为大气稀薄，所以平均气压仅为5.6毫帕，约为地球的千分之一。火星上的温度变化范围为27℃（300K）到-138℃（145K），全球表面年平均气温-63℃（210K）。火星的磁场较地球弱，表面的引力为3.693米/秒²。火星的最高亮度可达-2.9等，在八大行星中仅比木星、金星暗，因此在地球上晴朗的夜空中肉眼可见。
卫星
火星有两个天然卫星：火卫一和火卫二。火卫一（Phobos）呈阳芋形状，它是火星的两颗卫星中较大也是离火星较近的一颗。火卫二（Deimos）较小而且是靠外侧的一颗卫星。两颗卫星的形状不规则，可能都是捕获的小行星。这两颗卫星都是由美国天文学家阿萨夫·霍尔于1877年在美国海军天文台发现的，它们的名字均取自于古希腊神话中战神玛尔斯的儿子。两颗卫星几乎都有正圆形轨道，位于火星的赤道平面上，其旋转轴均正交于该平面。
火卫一是一个平均直径为22千米的三轴椭球体，其公转半径为9378千米，它距火星表面只有6000千米。火卫一是太阳系天体中反照率最低的天体之一，反照率只有0.071，与D类小行星类似，成分与碳质球粒陨石相似。近几十年的观察表明，火卫一的轨道速度由于潮汐的拽引，正在缓慢地增加，因此，火卫一正在变得靠近火星。计算结果表明，按目前的加速度，它将在大约1亿2年内坠入火星大气层，落到火星表面。
火卫二的平均直径仅有11.5千米，密度大概为1.5±0.2克/立方厘米，低于含碳矿物和硅酸盐矿物，这意味着火卫二的内部存在较高的孔隙度或者充填着水冰。经推算，火卫二内部的孔隙度为33%~63%。
自转与公转
火星目前自转轴转轴倾角为25.19°，和地球的自转轴倾角相近，但由于没有如月球般的巨大卫星来维持自转轴，因此火星的自转轴倾角可在13°至40°间变化，不像地球的稳定处于22.1°到24.5°之间。由于没有大卫星的潮汐作用，火星自转周期变化小，不像地球的自转周期会被慢慢拉长。目前火星日平均为24小时39分35.244秒，大约为1.027个世界地球日。自转轴倾角和轨道离心率的长期变化则造成了火星气候的长期变迁。
火星公转轨道面与黄道面的转轴倾角为1.85°，所以火星总是在地球的夜空沿着天球上黄道运行。火星公转的平均轨道速度为24.13千米/秒，公转周期为686.9个地球日，略小于两个地球年。火星的赤道与公转轨道的倾角为25.19°，和地球的黄赤交角23.45°近似，所以火星也有类似地球的四季现象，只是每季的长度要比地球的长出约一倍。当地球运行到太阳和火星轨道之间，太阳和火星的黄经相差180°之际，太阳、地球和火星几乎排成一线，这种现象称为火星冲日。若冲日时火星位于近日点，称为大冲，隔15~17年一遇。最近的一次大冲在2018年7月27日，下次火星大冲将发生在2035年9月15日。若大冲时又逢地球位于远日点，此时地球和火星的距离最近，称为最近距大冲，为难得一遇的罕见天象。
地形地貌
火星表面地形具有二分性，南半球和北半球地貌差异较大，南部由较高的高原组成，而北部由较低的平原组成。南部的高原上分布着数量巨大的陨石坑，包括火星上最大的陨石坑赫拉斯（Hellas）和阿尔盖（Argyre），而且地势起伏不平；北部平原上的陨石坑相对南部高原要少得多，大部分是熔岩，而且常被暴风成堆积和泥石流物质所充填掩埋，因此地势较为平坦。现在认为，火星南部半球较为古老，北部半球较为年轻。这是根据南部半球的陨石坑的规模和数量都比北部半球要大得多得来的。
火星表面有多种地貌：陨击坑和盆地、大的盾形火山、峡谷系统和干涸的河床、崩塌地貌、两极冰盖和沉积层、风成沙丘等。总体来说火星的地貌特征比月球和水星复杂，也有别于地球。火星上以一个与火星赤道呈30°转轴倾角的大圆，可以将其表面分成南、北两个半球。南半球年龄较老地势较高，广泛分布陨击坑；北半球年龄较轻地势较低，有广泛的熔岩流、塌陷和两个巨大的火山群。火星表面的最大高差近30千米，最低点为海拉斯盆地（高程为-8.2千米），最高点为奥林帕斯火山（高程为21.2千米）。火星上普遍存在的一种构造地貌是地堑，它们紧密或平行排列，或是长达数百千米的孤立台地。塔西斯高原隆起是火星上全球尺度的地貌，发育数千条大致径向排列的断裂体系长达几百千米，宽度在一千米以上。
根据火星的地貌和构造可以划分为五类单元：古老的南部高原单元、年轻的北部平原单元、火山单元、峡谷与河床单元和极区单元。
①南部高原：火星南部高原平均高度为1.5千米，约占火星表面的一半，密布陨击坑，可能代表了最古老的火星表面。
②北部平原：火星北部的平原区平均高度为-4千米，陨击坑密度与月海相近，被认为比南部高原年轻。北部平原上分布的大多是火山物质，以熔岩为主，但它们又往往被风成物质和泥石流所覆盖充填。
③火山：火星上的火山和地球火山不太一样，由于缺乏明显的板块运动，使火山分布是以热点为主，在原地点发不断堆积，且因火星重力较小，因此火星上的火山可以堆积得很高。火星上的较大火山为关山式省构造的盾形火山，以及喷发锥、熔岩流的残堤、崩塌地貌都比北极冰盖大和多层的。
④峡谷：火星上存在的最大的构造地貌是地堑，它们紧密或平行排列，或是长达数百千米的孤立台地。塔西斯高原隆起是火星上全球尺度的地貌，发育数千条大致径向排列的断裂体系长达几百千米，宽度在一千米以上。
⑤极区：火星的纬度70°以上的地区，流为河床的形成可能类似与地球上灾难性的洪水冲刷地面，源头在地址发育的杂乱地下潜干米，切割许多陡坡状和交连的河床为火星冲日。若冲日时火星位于近日点，称为大冲，隔15~17年一遇。最近的一次大冲在2018年7月27日，下次火星大冲将发生在2035年9月15日。若大冲时又逢地球位于远日点，此时地球和火星的距离最近，称为最近距大冲，为难得一遇的罕见天象。
气候
①温度：火星的轨道是椭圆形，因此，在不同位置接受太阳照射时所获得的能量不同，火星位于近日点和位于远日点时表面温度有所差异，温差将近160℃。这对火星的气候产生巨大的影响。火星上的平均温度大约为-63℃（210K），但却具有从冬天的140K（-133℃）到夏日白天的将近300K（27℃，80℉）的跨度。②季节：火星自转轴有明显倾斜，赤道与公转轨道的转轴倾角25.19°，和地球的黄赤交角23.45°近似，所以日照市的年变化形成明显的四季变化，而一季的长度约为地球的两倍。由于火星轨道离心率大，为0.093（地球只有0.017），使各季节长度不一致，又因远日点接近北半球夏至，北半球春夏比秋冬各长约40天。③大气：火星的大气密度只有地球的大约1%，非常干燥，温度低，表面平均温度63℃，水和二氧化碳易冻结。但是在火星的早期，它的环境可能与地球十分相似。像地球一样，火星上几乎所有的二氧化碳都被转化为含碳的岩石，但由于缺少地球的板块运动，火星无法使二氧化碳再次循环到它的大气中，从而无法产生意义重大的温室效应。因此，即使把它拉到与地球距太阳同等距离的位置，火星表面的温度仍比地球上的冷得多。
土星
土星（Saturn）土星是一颗气态巨行星，太阳系八颗行星中第二大、距离太阳第六近的行星。西名“Saturn”是罗马神话中的“农神”。中国古代称“镇星”，也称“填星”。西汉之后始称“土星”。用光学望远镜可看到它有光环，此外截至2023年，已发现的土星卫星有146颗。土星的赤道半径为6.0268万公里，自转角度约26.7°。土星公转轨道半径为14亿千米。土星的内部结构与木星相似，也有岩石构成的核。核的外面是5000千米厚的冰层和氢组成的壳层。再外面也像木星一样被色彩斑斓的云带包围着。这些彩色的云带主要由氢、氦以及甲烷等组成。真正的土星表面是看不到的，看到的只是云顶，其温度低于-200℃。
土星距离太阳9.58AU，公转周期29.46年，自转周期10小时33分。土星质量为5.68×10²⁶千克，是地球的95倍，直径为1.16×10⁵千米，密度为687千克/立方米。土星大气主要由氢和氦组成，分别占96.3%和3.25%。另外，其大气成分还包含氨、乙炔、乙烷、磷化氢和甲烷等。
土星的大气层由上至下分布着氨冰水云（0.5~2bar）和混合着硫酸氢铵冰（3~6bar）的水冰水云（2.5~9.5bar），构成了土星的大气冰冻圈。由上至下，随着压力和密度的继续增加，氢分别形成了非理想液态氢层和金属氢层。土星的内部存在岩石和冰构成的内核，内核质量为地球的10~15倍。
土星明亮的行星环主要由水冰颗粒组成，是土星冰冻圈的重要组成部分。土星目前已经确认的卫星达到82颗，是太阳系八大行星中卫星最多的。因为土星位于太阳系雪线之外，水冰能够稳定地存在，土星的众多卫星均含有丰富的水冰。其中，土卫六是太阳系第二大卫星，也是仅有的拥有显著的大气层的卫星，其表面有较大范围的碳氢化合物海洋；土卫二则拥有周期性的南极冰喷泉、地质活动丰富的水冰冰盖和冰盖下的盐水海洋。
物理特性
土星是主要由氢和氦组成的气体气态巨行星，缺乏确定的表面。其自转导致扁球形，它的赤道半径为60268千米，约为地球的9.4倍；极半径为54364千米，扁率为0.098，是行星中扁率最大的。它的体积约为地球的763.59倍。它的质量约为地球的95倍。它的平均密度为0.687克/厘米³，是行星中密度最小的。它的表面重力加速度为10.44米/秒²，逃逸速度35.5千米/秒。土星的内部很可能是由铁镍和岩石（硅和氧化物）组成的核心，其质量约为9~22倍地球质量，直径约25000千米，温度达1700℃；星核被较厚的液态“金属相”氢层包围；再往外是氦和氢的分子氢液态层，逐渐过渡为气体；最外层1000千米是气体。
大气
土星大气浓厚，外大气的分子氢和氦分别占体积的96.3%和3.25%。相当于太阳的元素丰度而言，土星大气匮乏氦；也不准确知道重元素的含量，假定土星有太阳系原始丰度，估计土星的这些重元素总质量为10~31倍地球质量，它们大多在土星的核心区。土星大气含有少量的甲烷、氨、乙烷、乙炔、丙烷、磷化氢。高层雾霾遮掩使云层特征模糊，云的成分随气压和温度而变，在气压0.5~1.2巴、温度100~160K有氨冰晶云层；在气压2.5~9.5巴、温度185~270K有水冰晶云层；在气压3~6巴、温度290~235K间插有氨硫化氢（NH₄SH）冰晶云层；在气压10~20巴、温度270~330K是含有氨溶液的水滴区。由于土星自转很快、且是较差式的，东西向风交替（纬向环流），东风风速高达500米/秒；土星云也有类似于木星云的亮带（zone）和带纹（belt），它们对称地平行于赤道，但不如木星云特征显著。土星大气偶尔显示有长寿（持续几个月）的卵形斑（ovals）——反气旋；每个土星年（约30地球年）发生一次短寿的大白斑（GreatWhiteSpot）云暴，人类已经观测到以前发生在1876年、1903年、1933年、1960年、1990年的五次大白斑，但2010年，与正常情况相比，第六次大白斑较早出现。土星南极洲显示独特的螺旋涡，有地球那么大，温度高达-122℃，而通常温度为-185℃，风速550千米/时，可能持续数十亿年。其北极旋涡周围有持久的六角形波图案，各边约13800千米，整个结构转动周期10小时38分24秒。卡西尼飞船还拍摄到其北部绰号“珍珠串”的系列云特征，是云空爆暴露的深云层。
磁场
土星有简单和对称的内在偶极磁场，磁轴与自转轴重合，但南北磁极与地磁相反。土星赤道的磁场强度0.2高斯。土星的磁层也较广延，达20倍土星半径，而磁尾延展到几百倍土星半径。磁层内填充着来自土星及其卫星的等离子体。磁层与太阳风相互作用，产生极区的明亮极光（图3），在可见光、红外和紫外都已观测到。磁层内有辐射带，其所在粒子能量高达几十兆电子伏，它们对于内卫星的冰表面有重要影响。
土星光环
土星光环是土星赤道的上空环绕着一圈圈五颜六色的光环。这些光环是由许多不同同形状、不同大小的岩石和冰组成的。土星环是由冰、岩石等的大小不等的碎块组成。根据观测，土星环大小不一，每环厚度10~15m，最厚不超过150m。土星环中，有的不对称，有些相互扭结。关于产生的原因。有几种解释。通行的说法是，某个天体，比方说含有大量冰物质的彗星，接近土星后发生碎裂，破碎的残留慢慢地形成了土星的环。
公转轨道和自转
土星绕太阳公转椭圆轨道的半长径——土星-太阳平均距离为9.5549天文单位（AU），轨道偏心率为0.05555，土星的近日距为9.195AU，远日距为9.957AU，公转周期为29.4571年，平均轨道速度为9.68千米/秒；轨道面对黄道面转轴倾角为2.48°。
土星的自转可通过三种不同的系统来描述，系统一包括赤道带、南赤道带和北赤道带，周期为10小时14分00秒，极地地区被认为与系统一具有相似的旋转速率；系统二包括除北极和南极地区以外的所有其他土星纬度区域，周期为10小时38分25.4秒；系统三指的是土星内部的转速，周期为10小时39分22.4秒。
卫星
截至2023年，已发现的土星卫星（简称土卫）有146颗，它们大多数是近年用地面大型望远镜和空间探测器发现的，其中53颗已有正式编号（罗马数字，中间用中文数字）。土卫大多以希腊神话人物命名，例如，土卫一（Mimas）、土卫二（Enceladus）、土卫三（Tethys）、土卫四（Dione）、土卫五（Rhea）、土卫六（Titan）等等到土卫五十三（Aegaeon）。最大且唯一有浓厚大气的是土卫六泰坦，第二到第六大的依次是土卫五、土卫八、土卫四、土卫三、土卫二（见图），它们的直径大于1000千米，土卫中有14颗直径在10-50千米，有34颗直径小于10千米。
就轨道特征而言，24颗土卫属于“规则”卫星：轨道面（对土星赤道面）转轴倾角小，轨道运动顺向（土星自转方向），轨道偏心率也小，包括7颗大的土卫（一至六，八）、4颗位于大卫星特洛伊轨道的小土卫、2颗（土卫十和土卫十一）共轨的；其余38颗属于“不规则”卫星：它们体积较小，离土星远，轨道倾角大，轨道偏心率大，轨道运动顺向或逆向。
土卫六1655年被荷兰科学家C.惠更斯发现的最大土星卫星，太阳系的第二大卫星，其直径1510千米，比水星还大；其质量为1.345×10²³千克，平均密度为1.880克/厘米³。土卫六环绕土星旋转轨道半长径为1221850千米，偏心率0.0292，轨道平面与土星赤道面交角为0.33°，公转周期15天22时41分24秒。土卫六的自转周期与公转周期相同，像月球那样“同步自转”。它是卫星中唯一有浓厚大气的，表面1.5个大气压，而且主要成分是氮，有多环芳香烃（PAH）——可能是生命前兆。由于浓密的大气雾霾笼罩而难见其表面，卡西尼飞船和探测器发回的图像和资料显示，它有很多类似地球的地貌——高地、平原、河床、陨击坑和火山丘等，那里现在是极寒冷（表面温度179℃）的干涸冰原，有海洋湖泊地貌，过去发生过降雨，河床有液体流淌过，不过雨和液态不是水，而是甲烷和乙烷，“岩石”则是冻得很硬的水冰。火山则是冰火山，喷发的是水或氨水“浆”。
土卫五直径1527千米，是月球直径的44%，而其质量是月球的3%，密度约为1.236克/厘米³。这种低密度表明它是由大约25%的岩石（密度3.25克/厘米³）和75%的水冰（密度0.93克/厘米³）组成的。它是同步自转的，前导（面向土星）半球较亮，后随半球较暗背景是由亮的断裂长纹。全球冰表面是严重陨击的，陨击坑密布，也有显著亮辐射纹系的年轻陨击坑（直径48千米），还有两个大的（约4900千米和500千米）陨击盆地，但未发现内活动证据。
土卫八直径147千米，是月球直径的42%，其质量是月球的2.5%，更富冰。它的轨道面转轴倾角较大（15.47°）。也是同步自转的，前导半球暗如沥青（反照率0.03），而后随半球亮如雪（反照率0.5），极区也很亮，有高20千米、几乎跨过整个赤道的脊，亮、暗表面都古老和严重陨击的，至少有4个大的（直径380~550千米）陨击盆地，小陨击坑众多，也未发现内成活动证据。
土卫四直径1123千米，含硅酸盐比水冰多些。其表面大多部分是老而严重陨击的，也有广延的瘤纹网，表明过去经历全球构造活动，甚至现在也是地质上活动的。
土卫三直径1062千米，是水冰主导的冰卫星。其表面显著特征是前导半球的大陨击坑（直径400千米）和广延（至少270°）谷系。严重陨击的多丘地貌占大部分表面，另半球有年轻的平坦小平原。
土卫二直径504千米，其化学成分类似于彗星，其地貌复杂多样：老的严重陨击区，有年轻的平坦亮区，有些“虎纹”状断裂发出水汽和尘埃喷流，表明其南极洲区下面存在液态水，表面下潜在有全球海洋。
地球
地球是距太阳第三颗，也是第五大行星，地球的赤道半径为6378公里，质量为千克，自转轴角度约为23.44°。公转轨道半径为149,600,000 千米 （离太阳1.00 天文单位）。地球自西向东自转，与公转运动的结合产生了地球上的昼夜交替和四季变化。地球自转的速度是不均匀的。同时，由于日、月、行星的引力作用以及大气、海洋和地球内部物质的各种作用，使地球自转轴在空间和地球本体内的方向都要产生变化。地球自转产生的离心力使得球形的地球由两极向赤道逐渐膨胀，成为目前的略扁的旋转椭球体，极半径比赤道半径约短21千米。地球内部从外向内分别为硅质地壳、高度粘滞状地幔、以及一个外层为非粘滞液态内部为固态的地核。地核液体部份导电质的对流使得地球产生了微弱的地磁场。地球内部温度高达5270K（4996.85摄氏度）。“地球”的平均密度为5515千克/米³，是太阳系中密度最高的行星。地球拥有唯一一颗天然卫星——月球。地球赤道半径6378.137千米，极半径6356.752千米，平均半径约6371千米，赤道周长大约为40076千米。地球表面积5.1亿平方千米，其中71%为海洋，29%为陆地，在太空上看地球呈蓝色。
地球内部有核、幔、壳结构，地球外部有水圈、大气圈以及磁场。地球是宇宙中已知存在生命的唯一天体，是包括人类在内上百万种生物的家园。
结构
地球圈层分为地球外圈和地球内圈两大部分。地球外圈可进一步划分为四个基本圈层，即大气圈、水圈、生物圈和岩石圈；地球内圈可进一步划分为三个基本圈层，即地幔圈、外核液体圈和固体内核圈。此外在地球外圈和地球内圈之间还存在一个软流圈，它是地球外圈与地球内圈之间的一个过渡圈层，位于地面以下平均深度约150千米处。这样，整个地球总共包括八个圈层，其中岩石圈、软流圈和地球内圈一起构成了所谓的固体地球。对于地球外圈中的大气圈、水圈和生物圈，以及岩石圈的表面，一般用直接观测和测量的方法进行研究。而地球内圈，主要用地球物理学的方法，例如地震学、重力学和高精度现代空间测地技术观测的反演等进行研究。地球各圈层在分布上有一个显著的特点，即固体地球内部与表面之上的高空基本上是上下平行分布的，而在地球表面附近，各圈层则是相互渗透甚至相互重叠的，其中生物圈表现最为显著，其次是水圈。
公转和自转
地球存在绕自转轴自西向东的自转，平均角速度为每小时转动15°。在地球赤道上，自转的线速度是每秒465米。天空中各种天体东升西落的现象都是地球自转的反映。人们最早利用地球自转作为计量时间的基准。自20世纪以来由于天文观测技术的发展，人们发现地球自转是不均的。1967年国际上开始建立比地球自转更为精确和稳定的原子时。由于原子时的建立和采用，地球自转中的各种变化相继被发现。天文学家已经知道地球自转速度存在长期减慢、不规则变化和周期性变化。
地球自转的周期性变化主要包括周年周期的变化，月周期、半月周期变化以及近周日和半周日周期的变化。周年周期变化，也称为季节性变化，是20世纪30年代发现的，它表现为春天地球自转变慢，秋天地球自转加快，其中还带有半年周期的变化。周年变化的振幅为20～25毫秒，主要由风的季节性变化引起的。此外，月周期和半月周期变化的振幅约为±1毫秒，是由月亮潮汐力引起的。地球自转具有周日和半周日变化是在最近的十年中才被发现并得到证实的，振幅只有约0.1毫秒，主要是由月亮的周日、半日潮汐作用引起的。
地球公转的轨道是椭圆的，公转轨道半长径为149597870千米，轨道的偏心率为0.0167，公转的平均轨道速度为每秒29.79千米；公转的轨道面（黄道面）与地球赤道面的交角为23°27′，称为黄赤交角。地球自转产生了地球上的昼夜变化，地球公转及黄赤交角的存在造成了四季的交替。
从地球上看，太阳沿黄道逆时针运动，黄道和赤道在天球上存在相距180°的两个交点，其中太阳沿黄道从天赤道以南向北通过天赤道的那一点，称为春分点，与春分点相隔180°的另一点，称为秋分点，太阳分别在每年的春分（3月21日前后）和秋分（9月23日前后）通过春分点和秋分点。对居住在北半球的人来说，当太阳分别经过春分点和秋分点时，就意味着已是春季或是秋季时节。太阳通过春分点到达最北的那一点称为夏至点，与之相差180°的另一点称为冬至点，太阳分别于每年的6月22日前后和12月22日前后通过夏至点和冬至点。同样，对居住在北半球的人，当太阳在夏至点和冬至点附近，从天文学意义上，已进入夏季和冬季时节。上述情况，对于居住在南半球的人，则正好相反。
卫星
地球只有一个卫星——月球，月球俗称月亮，也称太阴。在太阳系中是地球唯一的天然卫星。月球是最明显的天然卫星的例子。在太阳系里，除水星和金星外，其他行星里面都有天然卫星。月球直径约3476千米，是地球的1/4。体积只有地球的1/49，质量约7350亿亿吨，相当于地球质量的1/81，月球表面的重力约为地球重力的1/6。
天王星
天王星是太阳系中离太阳第七远行星，从直径来看，是。天王星的体积比海王星大，质量却比其小。天王星的赤道半径为2.4764万公里，质量约为17.2倍地球质量，平均密度为1.29克/厘米³，表面平均温度为59k，表面重力加速度（赤道）：7.77厘米/秒²，公转轨道距太阳2,870,990,000 千米 （19.218 天文单位），自转轴角度约27.8°。天王星是由威廉·赫歇耳通过望远镜系统地搜寻。
天王星（Uranus），太阳系八大行星之一，太阳系中第三大行星。天王星的体积比海王星大，质量却比其小。天王星的赤道半径为2.4764万公里，质量约为17.2倍地球质量，平均密度为1.29克/厘米³，表面平均温度为59k，表面重力加速度（赤道）：7.77厘米/秒²，公转轨道距太阳2,870,990,000 千米 （19.218 天文单位），自转轴角度约27.8°。天王星是由威廉·赫歇耳通过望远镜系统地搜寻。由英国天文学家F.W.赫歇尔于1781年3月13日用自制望远镜发现的，实际上，古代就已观测到它，但误认为恒星了。它的英文名Uranus源自古希腊神话的天神，中文称为天王星。虽然肉眼可见（视亮度为5.9～5.32星等），但因它离远，视角直径仅3.3″～4.1″，很难观测其面貌，经多年观测研究，尤其飞船去探访，逐渐揭示它的真实情况。现在知道，天王星是比气体巨行星（木星和土星）富冰的“冰巨星”，其大气类似于木星和土星的氢、氦大气，已知天王星卫星27颗，有多个细而暗的天王星环。
公转和自转
天王星绕太阳公转轨道椭圆的半长径——平均距离为19.2184天文单位（AU），偏心率为0.046381，近日距18.33AU，远日距20.11AU，轨道面和黄道面交角0.773°，平均轨道速度6.80千米/秒，公转周期（1天王星年）为84.0205（地球）年。自发现以来只过了2.8个天王星年。
天王星的自转很奇特，其赤道面与轨道面交角为97.77°，自转轴近于躺在轨道面上侧向自转。因此，每个天王星“年”（公转周期）中，它的两极分别朝向太阳，两极轮流约42（地球）年白昼，另约42年黑夜；也经历漫长的季节变化，例如，其北半球的冬至与南半球的夏至发生在1986年，北半球的夏至与南半球的冬至发生在2028年。类似于木星和土星，天王星也呈较差自转，不同纬度云的速度、因而相应自转周期不同，大气的可见特征运动更快——相应于自转周期14小时，而内部自转周期为17小时14分24秒，赤道自转速度为2.59千米/秒，只有其赤道区有以此周期的昼夜变化。
物理特性
天王星的质量是地球质量的14.536倍。其形状为旋转椭球，赤道半径25556千米，极半径24973千米，扁率0.0229，平均半径25362千米。其表面重力加速度为8.68米/秒²，逃逸速度为21.3千米/秒。其平均密度为1.27克/厘米³，这表明它主要是由（水、氨、甲烷）冰组成的。从观测资料推算的天王星结构模型分为三层：岩石（硅酸盐/铁-镍）质星核，其半径小于0.2天王星半径，质量约0.55地球质量，密度约9克/厘米³，中心压力800万巴（1巴=100千帕），温度约5000K；中层冰幔，厚度约0.6天王星半径，质量约15.4倍地球质量，冰不是通常意义，而是由水、氨和其他挥发物组成的热而密的流体；气体氢-氦包层，厚度大于0.2天王星半径，外部延续到大气，没有固态表面，上述的椭球“名义表面”半径是指气压1巴而言的。
它有广延的大气，自下向上可分为三层：对流层，从气压100巴到0.1巴，厚350千米，温度从底部320K往下降到顶部53K；同温层，从气压10⁻¹⁰～0.1巴，厚3950千米；外部是稀疏的热层，延展到2倍多天王星半径。大气的主要成分是分子氢、氦以及甲烷，各占体积的83%、15%和2.3%。甲烷显著的吸收太阳可见光和红外光，因而天王星外貌呈青蓝色。对流层上部有甲烷冰晶云层，更深处也可能有氨和水云。浓密的雾霾层在云层之上，压力0.13巴的高度，使人们难从外面很难见到深部情景。近年使用新技术，获得天王星有类似海王星的云带和变化的特征，例如，哈勃空间望远镜在2006年得到天王星的暗斑图像。
磁场和磁层
旅行者2号飞船探测表明，天王星的磁场是最奇怪的，其偶极磁场的两极磁性跟地球磁场相反，磁轴与自转轴交角异常大（约58.6°），且磁轴中心偏离天王星质心向自转轴南极洲方向约1/3天王星半径，赤道表面的磁场强度为0.23高斯。天王星磁场的非偶极部分也较大，暗示磁场源于内部浅层。天王星磁场可能是热的高压中间层冰中离子流所产生。
天王星有磁层，朝太阳一侧弓形激波面离天王星中心达20天王星半径，磁尾延展几百万千米。由于磁轴与自转轴交角大，自转造成背太阳一侧磁力线螺旋式扭曲。由于大卫星轨道在磁层之内，卫星吸收一些捕获在磁层的质点。天王星磁场也捕获大量带电粒子（来自天王星高层大气的质子与电子），并在磁层中形成辐射带。
国际紫外探测卫星观测到天王星的紫外（发射）辉光。2011年，哈勃空间望远镜拍摄到天王星的罕见短暂（几分钟）极光（图3）。
空间探测
截至2023年，只有旅行者2号探测器飞船于1986年1月24日从天王星近距（离云顶81500千米）飞越时期的探测。测定天王星的大气的结构和化学成分，包括因特殊自转造成的独特气象；首次仔细考察它的五颗大卫星，发现10颗新卫星，考察已知的9个环并发现10个新环；也考察了天王星磁场和磁层的不规则结构；测定天王星的自转等情况。
海王星
海王星（Neptune）太阳系八行星之一，也是太阳系中第四大天体（直径上）。海王星在直径上小于天王星，但质量比它大。海王星的赤道半径为2.4764万公里，质量约为17.2倍地球质量，自转轴角度约27.8°，公转轨道：距太阳 4,504,000,000 千米 （30.06 天文单位） 。公转一周需要165年。从1846年发现到今天，海王星还没有走完一个全程。海王星和天王星的主要大气成分都是氢和氦，内部结构也极为相近。海王星有8颗已知卫星，7颗小卫星和海卫一。19世纪40年代，英国天文学家J.C.亚当斯和法国天文学家U.-J.-J.勒威耶根据观测到天王星的轨道数据各自独立计算了一颗未知行星的轨道根数，德国天文学家J.G.伽勒根据奥本·勒维耶预期的方位于1846年9月23日观测发现了该行星。欧洲天文界按以古代神话人物命名行星的传统称为“Neptune”，意为“海王之神”，中国天文学家取其译名为海王星。至此，太阳系的领域从海40个天文单位扩大到60个天文单位。海王星亮度约7.8~8.0视星等（见星等），只有借助小型望远镜才能得见。
公转和自转
海王星与太阳之间平均距离约30天文单位（AU）。海王星的轨道偏心率小于0.01，与太阳距离的变化幅度：近日距29.81AU，远日距30.33AU。公转轨道和黄道的夹角1.77°，比天王星的（0.77°）略大。平均轨道速度5.48千米/秒，比天王星的（6.83千米/秒）慢些。绕日公转周期164.79个地球年。从1846年发现之日算起，已满1个海王星年。自转一周16小时6分钟36秒，比天王星的（17小时14分钟）略快些，但比木星和土星的自转速率慢。海王星赤道和公转轨道的转轴倾角29.56°，比土星的（26.73°）略大些，这也使地球上的观测者能够以较大的视角交替地看到南北两极，但轮回时间要长达82个地球年。
理化状况
海王星赤道半径24764千米，约为地球的3.9倍。椭率0.017，比外形明显扁椭的木星和土星的（0.062和0.098）小，是4个气态巨行星中最近似球形的行星（图1）。质量约为地球的17倍。体积约为地球的40倍。平均密度1.64克/厘米³，比天王星的（1.27克/厘米³）大。赤道半径（地球的3.9倍）虽然比天王星的（地球的4.0倍）略小些，但质量（地球的17.1倍）却大于天王星（地球的14.5倍）。在4个类木行星中，海王星的大小排第四，而质量排第三。由于其较大的质量，海王星被认为是形成柯伊伯带天体空间分布的最重要摄动天体。海王星的赤道表面重力加速度11.00米/秒²比天王星的（8.69米/秒²）大些。赤道逃逸速度23.5千米/秒，也比天王星的（21.3千米/秒）略大。大气主要成分是氢，其次是氦，还有少量的甲烷。海王星的邦德反照率0.29，几何反照率0.49，比天王星的（0.57）略小。大气上层接收的太阳热量为地球的0.11%，气温是零下210~-220℃。据推测，内部结构也和天王星类似，大气之下有三层，最上是分子氢层，其下是冰层，内核则是岩态核心。除了自转轴的指向，海王星和天王星的其他天文特征、物理性质和化学组成都很相似，是太阳系内的孪生行星。
海王星环
1984年7月的一次海王星掩星的地基光学望远镜的观测资料显示，海王星有环系的迹象。1989年11月，旅行者2号探测器行星际探测器与海王星会合时，证实其确实存在。至此，太阳系的4个气态巨行星都确有固态颗粒组成的环系。已探测到共有5条环带，从里向外是加勒环、勒威耶环、拉塞尔环、阿拉戈环和亚当斯环。最内环距行星中心1.68个行星半径，最外环距2.53个行星半径。最外侧的亚当斯环很暗淡，并且断裂形成5个弧段，其成因未知。
海王星卫星
截至2022年已发现卫星14个。1846年在发现海王星之后几周，英国天文学家W.拉塞尔搜索到海卫一（Triton）。百年之后，G.P.杰拉德·柯伊伯于1949年发现海卫二（Nereid）。又过了40年，旅行者2号探测器在拍摄海王星附近图像时搜索到海卫三至海卫八（Naiad、Thalassa、Despina、Galatea、Larissa和Proteus）。随着一批口径8~10米的巨型光学-近红外望远镜的建成，沉寂10多年后又确认出三个前所不知的海卫，它们极为暗淡，亮度为24~25视星等；最后在2004年又报道了哈勃空间望远镜观测到的5颗不规则卫星。海卫一直径2700千米，小于月球（3480千米），但大于矮行星冥王星（2300千米），为一个大型卫星（图2）。它沿圆轨道绕海王星运转，但运行姿态特殊，绕海王星运行的轨道与海王星公转轨道的夹角为156.8°，以逆向即顺时针方向绕行。并由于海王星的赤道面与公转轨道面的转轴倾角较大（29.56°），致使海卫一地面纬度+56°~-56°区间的日下点（即位于连接天顶处的太阳和海卫一中心的连线的海卫一表面上的一点）纬度产生巨大而复杂的周期变化，形成太阳系天体中最强烈的季节效应。此外，海卫一也具有和月球、伽利略卫星、冥王星等类似的同步轨道，即永远以同一半球朝向海王星。根据海卫一的轨道特征，推测它很可能是被海王星俘获的一个柯伊伯带天体。海卫二直径340千米，是一个中型卫星，其余的卫星都是直径小于200千米和只有几十千米的小天体。
空间探测
旅行者2号探测器行星际探测器于1986年探测天王星之后，在1989年飞临海王星。首次取得海王星、环系和海卫的近景图像。测量海王星的大气组成、温度和气压，发现巨大气旋“大暗斑”。测定磁轴转轴倾角、磁场强度和磁层特征，证实环系存在。检测到六个新卫星，观测到海卫一的火山现象，确认海卫一是地球和木卫一之外第三个有火山活动的太阳系天体，还修订了有关行星质量、自转周期等的基本参数。
太阳系八大行星简表.太阳系八大行星简表.2025-11-15
【书童科普】浩瀚无边——太阳系八大行星.通化市图书馆.2025-11-15