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氣態巨行星根據類別不同，其內部結構存在較大差異，目前科學技術只能探測太陽系內部的行星，氣態巨行星內部結構分成二大類：
1、木星與土星：木星與土星的成份以氫氦為主，其中重元素占總值量的百分之三至百分之十三。據推測，木星與土星的結構大致由氣態分子氫的外層包覆著液態金屬氫的內層與可能為融熔巖石的核心。大氣層最外側擁有多層水氨云的特征，而內側的氫在極大的氣壓下呈現導電的金屬物理特性。這層稱為“金屬氫”的結構占了木星與土星的最大部分。
2、天王星與海王星：天王星、海王星的內部成份與木星、土星有顯著差異。自云層頂端向下延伸至百分之八十五，海王星半徑到百分之八十，天王星半徑的范圍為大氣外層，同樣也富含氫氣，在這范圍之下的內部區域則大致呈現“冰凍”狀態，其組成以水、氨與甲烷為主。該區域也可能存在氣體和巖石。
