Umbriel được cho là đã hình thành từ một đĩa bồi đắp dần hoặc subnebula; đĩa khí và bụi quanh Sao Thiên Vương, hoặc tồn tại trong một thời gian sau khi hình thành của nó hay được tạo ra bởi các tác động khổng lồ có nhiều khả năng cho Thiên vương tinh lớn của nó nghiêng. Các chính xác thành phần của subnebula không được biết đến, tuy nhiên, mật độ cao của mặt trăng Sao Hải Vương so với các vệ tinh của Sao Thổ cho thấy rằng nó có thể đã bị nước tương đối nghèo.[Ghi chú 7] Một lượng đáng kể lượng nitơ và carbon có thể có mặt ở dạng khí carbon monoxide (CO) và phân tử nitơ (N2) thay vì ammonia và metan Các vệ tinh tự nhiên hình thành trong một subnebula như vậy sẽ chứa nước đá ít hơn (với CO và N 2 bị mắc kẹt là dạng mắt lưới) và đá nhiều hơn, giải thích mật độ cao hơn. Sự bồi đắp dần của Umbriel có thể kéo dài vài nghìn năm. Những tác động có kèm bồi tụ gây ra nóng của lớp bên ngoài mặt trăng. [32] Nhiệt độ tối đa khoảng 180 K đã đạt được ở độ sâu khoảng 3 km.[10] Sau khi cuối cùng hình thành, lớp dưới bề mặt làm mát, trong khi nội thất của Umbriel nhiệt do phân rã của các nguyên tố phóng xạ có trong đất đá của nó.Các bề mặt làm mát gần lớp ký hợp đồng, trong khi nội thất được mở rộng. Điều này gây ra mạnh extensional nhấn mạnh trong lớp vỏ của mặt trăng, có thể đã dẫn đến rạn nứt.[11] Quá trình này có thể kéo dài trong khoảng 200 triệu năm, ngụ ý rằng bất kỳ hoạt động nội sinh đã không còn hàng tỷ năm trước đây.[12]Các ban đầu accretional nóng cùng với sự phân rã liên tục của nguyên tố phóng xạ có thể đã dẫn đến sự tan chảy của băng [10] nếu một chất chống đông như amoniac (ở dạng hydrat amoniac), hoặc một số muối đã có mặt.[13] tan chảy này có thể đã dẫn tới việc phân chia các băng từ đá và hình thành một lõi băng đá bao quanh bởi một lớp phủ. Một lớp nước lỏng (biển) giàu amoniac hòa tan có thể đã hình thành ở ranh giới lõi-lớp phủ. Các nhiệt độ eutectic của hỗn hợp này là 176 K. Các đại dương, tuy nhiên, có thể có đông lạnh lâu trước đây. Trong số các vệ tinh Uranian Umbriel là ít nhất phải chịu các quá trình tái tạo bề mặt nội sinh, [22][14] mặc dù nó có thể giống như Uranian vệ tinh khác đã có kinh nghiệm một sớm tái tạo bề mặt rất hợp.[15]