A Neptunusz a Naprendszer legtávolabbi bolygója a Naptól. Amikor 1612-ben Galileo Galilei olasz csillagász először megfigyelte Neptunust távcsövén keresztül, úgy vélte, hogy ez egy állandó csillag. 1846-ban Johann Galle német csillagász megértette, hogy ez egy bolygó. A Voyager 2 űrszonda 1989 augusztusában repült el a Neptunusznál, a Hubble űrtávcső pedig 1994 óta készít képeket a Neptunuszról.
Légkör
A Neptunusz kék színe a metánból és a légkör egy másik, még nem azonosított összetevőjéből származik. A légkör nagy része hidrogén, hélium és ammónia, csak metánnyomokban. Vannak fehér felhők, amelyek metán jég lehet. A felhő hőmérséklete -150 és -200 Celsius (-240 és -330 Fahrenheit fok) között mozog. A felhősűrűség a bolygó körül változik, világoskék sávokat eredményezve ott, ahol a legsűrűbb a felhő, és sötétebb kék színnel, ahol ritka a felhőtakaró. A Voyager 2 űrhajó, majd később a Hubble Űrtávcső sötét foltok eltolódását figyelte meg a Neptunusz légkörében.
Időjárási minták
A Neptunusz sötét foltjai hatalmas viharrendszerek lehetnek. A „Nagy Sötét Folt”, amelyet először a Voyager 2 látott a Neptunusz déli féltekén, elég nagy volt ahhoz, hogy megtartsa a Földet. Ezeket a sötét foltokat és a fehér felhőket 1370 mph sebességet elérő szél fújja körül. Ezek a legerősebb szelek a Naprendszerben - kilencszer olyan erősek, mint a Föld szelei. A Voyager 2 megfigyelte a Nagy Sötét Folt elmozdulását nyugat felé, majdnem 750 mérföld per órás sebességgel. Ez a folt már nem volt látható a déli féltekén a Hubble Űrtávcső által 2011-ben készített képeken. Ehelyett a Hubble képek új sötét foltokat mutattak a Neptunusz északi féltekéjén.
Magnetoszféra
A Voyager 2 mágneses teret vagy magnetoszférát észlelt a Neptunusz körül. 25-szer erősebb, mint a Földé, és úgy tűnik, hogy közelebb van középre a Neptunusz felhőjeinek tetejéhez, mint a középpontjához, ahogyan ez a Föld mágneses mezőjéhez hasonló. A Neptunusz mágneses terének tengelye 47 fokon dől meg a forgástengelyéhez képest.
Belső felépítés
Az asztrofizikusok azt feltételezik, hogy a Neptunusz többnyire gáz, amelynek közepén a Föld méretű sziklás mag található. A gáz erősen összenyomódik a Neptunusz belsejében, folyadékként viselkedik és áramot vezet. Amint a Neptunusz forog a tengelyén, a Neptunusz belsejében lévő anyagok dinamóként viselkednek, és létrehozzák a mágneses teret. Előfordulhat, hogy a Neptunusz lassan zsugorodik és hőt bocsát ki a folyamat során. Ez a hőség vezetheti a bolygó időjárási rendszereit.
Holdak
A Neptunusznak 13 holdja van. A legnagyobb, a Triton kivételével mindegyik ugyanabban az irányban kering körül, mint a bolygó forgása. A tudósok úgy vélik, hogy a Triton a Neptunusz pályáján túli jégtest, amelyet a Neptunusz gravitációs mezője fogott el. Fagyasztott nitrogénből, vízből és metánból áll. A nitrogén gejzírjei kitörnek a felületéről, és létrehozzák nitrogén atmoszféráját.
Gyűrűk
Hat keskeny gyűrű gyűrű kering a Neptunusz körül. Nem egyenletesek a bolygó körül, hanem ív alakú porcsomókként jelennek meg. A tudósok feltételezik, hogy a gyűrűk a metán jég apró részecskéi lehetnek, amelyeket a nap sugárzása elsötétít.