Sebuah raksasa gas dan planet besar terjauh dari matahari, Neptunus telah ditemukan memiliki pola cuaca yang sangat aktif. Jaraknya dari matahari berarti suhu atmosfer bisa menjadi yang terendah di tata surya, hingga -218 derajat Celcius. Atmosfer mengelilingi mantel cair yang terdiri dari air, metana, dan amonia. Panas dari pencampuran mantel dengan atmosfer dingin mendorong angin ke kecepatan tertinggi yang diketahui dari planet mana pun.
Suasana
Hidrogen adalah gas dominan di atmosfer Neptunus, dengan sejumlah kecil helium, metana, dan hidrokarbon lainnya. Gravitasinya yang kuat memungkinkannya menahan gas ringan yang keluar dari planet yang lebih kecil, seperti Bumi.
suhu
Karena jaraknya 2,8 miliar mil dari matahari, sekitar 30 kali lebih jauh dari Bumi, Neptunus mendapat sedikit sinar matahari. Suhu permukaan rata-rata sekitar –200 derajat Celcius. Namun, ia memiliki sumber panas internal, yang diperkirakan berasal dari mineral radioaktif jauh di dalam planet. Di inti Neptunus, suhu mencapai 7.000 derajat Celcius.
Angin
Neptunus memiliki kecepatan angin terukur tertinggi di tata surya—hingga 1.200 mil per jam. Perbedaan suhu yang besar antara sumber panas internal yang disebutkan di atas dan dinginnya ruang diyakini mendorong angin.
Lubang dan Awan
Sebuah fitur yang dikenal sebagai Great Dark Spot diamati di belahan bumi selatan Neptunus oleh wahana Voyager 2. Ini pertama kali dianggap seperti Bintik Merah Besar Jupiter—sistem badai raksasa yang stabil. Namun, pada tahun 1994, tempat Neptunus menghilang. Yang serupa muncul di wilayah utara. Fitur ini sekarang dianggap bukan badai tetapi lubang di awan metana. Sistem awan putih, juga terlihat oleh Voyager 2, dijuluki "Scooter." Ia mengorbit planet setiap 16 jam.
Musim
Karena periode orbit Neptunus selama 165 tahun, musimnya berlangsung selama 40 tahun. Itu miring pada porosnya sebanyak Bumi, jadi sinar matahari yang masuk berubah untuk garis lintang yang berbeda sepanjang musimnya. Ketika belahan bumi utara dimiringkan ke arah matahari, panas menumpuk dan melepaskan gas metana ke luar angkasa. Hal yang sama terjadi di kutub selatan selama musim cerah.
Termosfer
Termosfer planet, lapisan gas tipis tinggi di atmosfer yang berbatasan dengan ruang angkasa, telah ditemukan memiliki suhu 380 derajat Celcius. Sinar matahari pada jarak Neptunus tidak cukup untuk memanaskan atmosfer sebanyak ini. Beberapa teori telah ditawarkan, seperti energi yang dilepaskan oleh gerakan angin matahari melawan medan magnet planet. Masih belum diketahui mengapa wilayah ini begitu panas.