A massa deles é constituída de apenas cerca de 20% de hidrogênio e hélio, ao contrário dos gigantes gasosos (Júpiter e Saturno), que consistem por mais de 90% de hidrogênio e hélio. Na década de 1990, percebeu-se que Urano e Netuno são uma classe distinta de planeta gigante, separado dos outros planetas gigantes.

Eles tornaram-se conhecidos como gigantes gelados porque seus compostos constituintes estavam principalmente frios quando foram incorporados nos planetas durante a sua formação, quer diretamente sob a forma de gelos ou aprisionado em gelo de água. Atualmente a quantidade de sólidos voláteis dentro dos gigantes de gelo é, no entanto, muito pequeno.