Уран и Нептун остаются наименее изученными планетами Солнечной системы — оба мира были посещены лишь однажды, в ходе пролётов «Вояджера-2» в 1986 и 1989 годах соответственно. С тех пор ни один космический аппарат к ним не возвращался.
«Вояджер-2» открыл у Урана 10 новых спутников, 2 новых кольца и более сильное, чем у Сатурна, магнитное поле, а у Нептуна зафиксировал активную атмосферу, кольца и особенности крупнейшего спутника — Тритона. Однако каждый из пролётов занял лишь несколько часов или дней, тогда как орбитальный аппарат мог бы работать годами. Данные, собранные за два быстрых визита, по сей день остаются основой планетологических исследований обеих планет.
Внутреннее строение ледяных гигантов по-прежнему плохо изучено. Открытым остаётся вопрос о том, имеют ли планеты чётко выраженные слои или более однородную структуру, а также почему Уран выделяет значительно меньше внутреннего тепла, чем Нептун. Магнитные поля обеих планет не совпадают с осями вращения и смещены относительно центров, что принципиально отличает их от магнитных полей Юпитера и Сатурна, однако детали этого явления по-прежнему неизвестны.
Спутники ледяных гигантов также остаются малоизученными. Пять крупных спутников Урана — Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон — были сфотографированы лишь частично, а вопрос о наличии у них подповерхностных океанов остаётся открытым. Тритон, вращающийся вокруг Нептуна в ретроградном направлении, предположительно является захваченным объектом пояса Койпера, близким родственником Плутона, с молодой поверхностью и активными азотными шлейфами.
В 2022 году Национальная академия наук США в своём десятилетнем плане развития планетарной науки назвала орбитальный аппарат с атмосферным зондом для исследования Урана главным приоритетом среди новых крупных миссий. Уран был выбран вместо Нептуна в том числе из практических соображений: достичь его орбиты при нынешних технологиях проще. Тем не менее даже при оптимистичном сценарии запуска в 2030-х годах аппарат прибудет к цели не скоро.
Многие известные экзопланеты по размеру ближе к Урану и Нептуну, чем к Юпитеру, что делает изучение ледяных гигантов важным и для понимания планетарных систем за пределами Солнечной. Пока новая миссия не запущена, два крупнейших неисследованных мира нашей системы фактически остаются неизведанной территорией.
