L'histoire de sa découverte est révélatrice de sa discrétion. Près de deux siècles avant sa confirmation scientifique, William Herschel avait déjà rapporté l'observation de structures annulaires autour d'Uranus, mais les astronomes modernes doutent qu'il ait pu réellement percevoir des anneaux aussi sombres et ténus avec les instruments de son époque. La preuve définitive de leur existence n'est venue qu'en 1977, le 10 mars, grâce aux travaux de James L. Elliot, Edward W. Dunham et Douglas J. Mink. La méthode employée reposait sur l'observation d'une occultation stellaire : en mesurant depuis la Terre la façon dont la lumière d'une étoile s'atténuait par paliers successifs avant et après le passage d'Uranus devant elle, les astronomes ont pu déduire la présence de plusieurs anneaux étroits. 

Cette découverte initiale a ensuite été complétée à deux reprises. En 1986, le survol de la sonde Voyager 2 a permis d'identifier deux anneaux supplémentaires, venant s'ajouter aux neuf déjà recensés depuis le sol terrestre. Puis, entre 2003 et 2005, le télescope spatial Hubble a révélé l'existence de deux anneaux externes additionnels, portant ainsi le total à treize anneaux distincts, chiffre qui demeure la référence actuelle. Ces treize anneaux sont nommés, par ordre de distance croissante à la planète : 1986U2R/ζ, 6, 5, 4, α, β, η, γ, δ, λ, ε, ν et μ. 
--

Les anneaux d'Uranus en gros plan, par la sonde Voyager 2. Source : NASA / JPL.

Neuf de ces anneaux sont classés comme les anneaux principaux du système, tandis que deux autres constituent des anneaux poussiéreux beaucoup plus faibles, à l'image de l'anneau Zêta (1986U2R/ζ), le plus diffus et le plus proche de la planète. L'ensemble est constitué principalement d'eau gelée mêlée à des matériaux plus sombres, ce qui explique pourquoi ces anneaux réfléchissent si peu la lumière visible et restent si difficiles à observer, contrairement aux anneaux brillants de Saturne. Alors que les anneaux de Saturne sont composés de milliards de particules de glace allant de la taille d'un grain de sable à celle d'un immeuble et se divisent en structures nettement individualisées, les anneaux des trois autres planètes du Système solaire, dont Uranus, sont beaucoup plus faibles et se distinguent difficilement sur les images, qu'elles soient prises depuis la Terre ou depuis l'espace avec Hubble. 

Les deux anneaux les plus externes, désignés par les lettres grecques μ (mu) et ν (nu), ont longtemps intrigué la communauté scientifique en raison de leur nature particulière. Confirmés en 1977 avec le reste du système, ils ont depuis fait l'objet d'études poussées sur leur origine. Les analyses récentes montrent que ces deux anneaux, bien que voisins, proviennent de processus radicalement différents. 

• L'anneau μ tire sa matière de grains de glace projetés en orbite par des impacts de micrométéorites sur Mab, l'une des plus petites lunes connues d'Uranus, qui ne mesure qu'environ douze kilomètres de diamètre. 

• L'anneau ν, en revanche, présente une composition bien plus complexe : entre 10 et 15 % de sa matière totale serait constituée de composés organiques riches en carbone, des éléments que l'on retrouve fréquemment dans les régions les plus reculées du Système solaire. 

Les anneaux d'Uranus sont remarquablement étroits par rapport à ceux de Saturne, et leur confinement reste en partie mal compris. Comme pour certains anneaux fins de Saturne, on suppose que de petits satellites dits "bergers", orbitant à proximité immédiate de certains anneaux, jouent un rôle gravitationnel dans le maintien de leur étroitesse en empêchant les particules de se disperser. Mab, déjà mentionnée comme source de matière pour l'anneau μ, illustre ce lien étroit entre petits satellites et structure annulaire.

L'exploration de ce système a connu un nouvel élan avec l'avènement de l'observation infrarouge. Le télescope spatial James Webb a ainsi pu photographier les anneaux intérieurs et extérieurs sombres d'Uranus, y compris l'anneau zêta, extrêmement faible et diffus, situé le plus près de la planète, alors que dans les longueurs d'onde visibles Uranus n'apparaît que comme une boule bleue uniforme. Une première image obtenue en février 2023 permettait déjà de distinguer les treize anneaux, mais une image ultérieure, plus détaillée, a fait ressortir avec davantage de netteté encore les anneaux extérieurs et intérieurs.