Sao Thiên Vương và sáu vệ tinh lớn nhất của nó (kích thước theo tỷ lệ, thứ tự khoảng cách đến hành tinh không theo tỷ lệ). Từ trái sang phải: Puck, Miranda, Ariel, Umbriel, Titania và Oberon.Khối lượng tương đối của các vệ tinh Sao Thiên Vương. Năm vệ tinh hình cầu từ Miranda chiếm 0.7% tới Titania chiếm gần 40% tổng khối lượng. Các vệ tinh khác tổng cộng chiếm khoảng 0,1%, và hầu như không thể thấy trong sơ đồ này.

Umbriel là vệ tinh lớn thứ ba và nặng thứ tư của Sao Thiên Vương.[Ghi chú 6] Mật độ của nó là 1,39 g/cm3, tức là thành phần của nó chủ yếu là băng đá, trong khi thành phần đặc không phản băng chiếm khoảng 40% khối lượng của nó. Thành phần này có thể là các vật liệu đá và carbonat bao gồm các hợp chất hữu cơ nặng như tholin. Sự hiện diện của băng nước được hỗ trợ bởi hồng ngoại quang phổ quan sát, đã cho thấy tinh thể nước đá trên bề mặt của mặt trăng.nước đá dải hấp thụ mạnh hơn trên hàng đầu bán cầu của Umbriel hơn so với bán cầu theo sau. Nguyên nhân của tính không đối xứng này là không biết đến, nhưng nó có thể liên quan đến bắn phá bằng các hạt tích điện từ những quyển từ của Sao Thiên Vương, đó là mạnh mẽ hơn trên bán cầu theo sau (do huyết tương đồng của luân-the). [8] Các hạt năng lượng có xu hướng bắn mực lên băng nước, bị phân hủy khí mêtan bị mắc kẹt trong băng là dạng mắt lưới hydrat và tối hữu cơ khác, để lại một tối, carbon giàu có dư lượng phía sau. [8] Ngoại trừ các nước, chỉ có một hợp chất được xác định trên bề mặt của Umbriel của quang phổ học hồng ngoại là carbon dioxide, được tập trung chủ yếu vào các bán cầu theo sau. [8] Nguồn gốc của khí carbon dioxide không phải là hoàn toàn rõ ràng. Nó có thể được sản xuất tại địa phương từ cacbonat hoặc các vật liệu hữu cơ dưới ảnh hưởng của các hạt năng lượng điện từ các quyển từ của Sao Thiên Vương hoặc năng lượng mặt trời cực tím bức xạ. Giả thuyết này có thể giải thích sự bất đối xứng trong phân phối của nó, như bán cầu theo sau là chịu ảnh hưởng điện từ trường mạnh hơn so với bán cầu hàng đầu. Một nguồn có thể là outgassing của nguyên thủy CO 2 bị mắc kẹt do băng của nước trong nội thất Umbriel. Việc thoát khỏi CO 2 từ bên trong có thể liên quan đến các hoạt động địa chất vừa qua trên mặt trăng này.[6]Umbriel có thể được phân biệt thành đá lõi băng được bao quanh bởi một lớp phủ. [20] Nếu đây là trường hợp, bán kính của lõi (317 km) là khoảng 54% bán kính của Mặt Trăng, và khối lượng của nó là khoảng 40% Mặt Trăng của hàng loạt các tham số được quyết định bởi thành phần của mặt trăng. Áp lực ở trung tâm của Umbriel là khoảng 0,24 GPa (2,4 kbar). [ Các trạng thái hiện tại của lớp vỏ băng giá là không rõ ràng, mặc dù sự tồn tại của một đại dương bên dưới bề mặt được xem là khó xảy ra.[7]