Neptun to najbardziej odległa od Słońca planeta Układu Słonecznego. Kiedy włoski astronom Galileo Galilei po raz pierwszy obserwował Neptuna przez swój teleskop w 1612 roku, uważał, że jest to gwiazda stała. W 1846 roku niemiecki astronom Johann Galle zrozumiał, że to planeta. Sonda Voyager 2 przeleciała obok Neptuna w sierpniu 1989 roku, a Kosmiczny Teleskop Hubble'a robi zdjęcia Neptuna od 1994 roku.
Atmosfera
Niebieski kolor Neptuna pochodzi od metanu i innego jeszcze niezidentyfikowanego składnika jego atmosfery. Większość atmosfery to wodór, hel i amoniak, ze śladowymi ilościami metanu. Są białe chmury, które mogą być lodem metanowym. Temperatura chmur waha się od -150 do -200 stopni Celsjusza (-240 do -330 stopni Fahrenheita). Gęstość chmur zmienia się na całej planecie, tworząc pasma jasnoniebieskie, gdy chmury są najgęstsze, i ciemniejsze, gdy pokrywa chmur jest rzadka. Sonda Voyager 2, a później Teleskop Kosmiczny Hubble'a zaobserwowały przesuwające się ciemne plamy w atmosferze Neptuna.
Wzorce pogodowe
Ciemne plamy Neptuna mogą być ogromnymi systemami burzowymi. „Wielka Ciemna Plama”, po raz pierwszy zauważona przez Voyager 2 na południowej półkuli Neptuna, była wystarczająco duża, aby utrzymać Ziemię. Te ciemne plamy i białe chmury są rozwiewane przez wiatry osiągające prędkość 1370 mil na godzinę. To najsilniejsze wiatry w Układzie Słonecznym – dziewięć razy silniejsze niż wiatry na Ziemi. Voyager 2 zaobserwował przesunięcie Wielkiej Ciemnej Plamy na zachód z prędkością prawie 750 mil na godzinę. Ta plama nie była już widoczna na półkuli południowej na zdjęciach wykonanych przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a w 2011 roku. Zamiast tego zdjęcia Hubble'a pokazały nowe ciemne plamy na północnej półkuli Neptuna.
Magnetosfera
Voyager 2 wykrył pole magnetyczne lub magnetosferę wokół Neptuna. Jest 25 razy silniejszy niż Ziemia i wydaje się być wyśrodkowany bliżej wierzchołków chmur Neptuna niż jego środka, jak ma to miejsce w przypadku ziemskiego pola magnetycznego. Oś pola magnetycznego Neptuna jest nachylona pod kątem 47 stopni do swojej osi obrotu.
Struktura wewnętrzna
Astrofizycy spekulują, że Neptun to głównie gaz ze skalistym jądrem wielkości Ziemi w jego centrum. Gaz ulega silnemu sprężeniu we wnętrzu Neptuna, zachowuje się jak ciecz i przewodzi prąd elektryczny. Gdy Neptun obraca się wokół własnej osi, materiały we wnętrzu Neptuna zachowują się jak dynamo i generują pole magnetyczne. Neptun może się powoli kurczyć i uwalniać ciepło w tym procesie. To ciepło może napędzać systemy pogodowe planety.
Księżyce
Neptun ma 13 księżyców. Wszystkie oprócz największego, Tritona, krążą wokół niego w tym samym kierunku, w którym obraca się planeta. Naukowcy uważają, że Tryton to ciało lodowe spoza orbity Neptuna, które zostało przechwycone przez pole grawitacyjne Neptuna. Składa się z mrożonego azotu, wody i metanu. Gejzery azotu wystrzeliwują z jego powierzchni i tworzą jego azotową atmosferę.
Pierścionki
Sześć wąskich pierścieni małych cząstek krąży wokół Neptuna. Nie są one jednolite na całej planecie, ale wyglądają jak grudki pyłu uformowane w łuki. Naukowcy spekulują, że pierścienie mogą być maleńkimi cząstkami lodu metanowego, które są zaciemniane przez promieniowanie słoneczne.