遠日行星是指離太陽較遠，有天王星、海王星和冥王星，前兩者體積、質量介於上述兩類行星之間，主要由氮、碳、氧及其氫化物組成。冥王星體積、質量最小，密度介於上述兩類行星之間。包括天王星和海王星（原來還包括冥王星，現在冥王星已不算在行星之內），較木星和土星離太陽更遠，其質量體積適中，平均密度適中，表面溫度最低，它們都是在望遠鏡發明以後才被發現的。
八大行星分為三類：類地行星（包括水、金、地、火）、巨行星（也叫
類木行星）（或氣體行星木、土）及遠日行星（天王、海王）。
它們主要由分子氫組成的大氣，通常有一層非常厚的甲烷冰、氨冰之類的冰物質覆蓋在其表面上，再以下就是堅硬的岩核。
有人提出了一個新學說認為天王星和海王星內核是由冰凍的一氧化碳組成的，內核迅速增大到地球體積的十倍以上。這就能解釋天王星和海王星內核的氘氫丰度比和彗星的氘氫丰度比差距太大而且含碳量特別高的原因了。而且因為天王星和海王星離太陽很遠，氣體已經很少，所以它們只能吸收周圍的少量氣體（氫氣、
氦氣和甲烷等）形成內核相對特別大的行星。
