Нептун је од Сунца најудаљенија планета Сунчевог система. Када је италијански астроном Галилео Галилеи први пут посматрао Нептун кроз свој телескоп 1612. године, веровао је да је то фиксна звезда. 1846. немачки астроном Јоханн Галле схватио је да је то планета. Свемирска летелица Војаџер 2 пролетела је Нептуном августа 1989. године, а свемирски телескоп Хабл снима Нептун од 1994. године.
Атмосфера
Нептунова плава боја потиче од метана и још једне неидентификоване компоненте у његовој атмосфери. Већина атмосфере је водоник, хелијум и амонијак, са само траговима метана. Постоје бели облаци који би могли бити метан лед. Температура облака креће се од -150 до -200 Целзијуса (-240 до -330 степени Фахренхеита). Густина облака варира широм планете, стварајући траке светло плаве боје тамо где су облаци најгушћи и тамније плаве боје где је покривач облака ретко. Свемирска летелица Воиагер 2, а касније и свемирски телескоп Хуббле приметили су померање тамних тачака у Нептуновој атмосфери.
Временски обрасци
Нептунове тамне мрље могу бити огромни олујни системи. „Велика тамна пега“, коју је Војаџер 2 први пут видео на Нептуновој јужној хемисфери, била је довољно велика да задржи Земљу. Ове тамне мрље и беле облаке дувају ветрови који достижу брзину од 1.370 мпх. То су најјачи ветрови у Сунчевом систему - девет пута јачи од ветрова на Земљи. Воиагер 2 је приметио како се Велика тамна мрља помера према западу брзином од готово 750 миља на сат. Ово место више није било видљиво на јужној хемисфери на сликама снимљеним свемирским телескопом Хуббле 2011. године. Уместо тога, слике са Хабла показале су нове тамне мрље на северној хемисфери Нептуна.
Магнетосфера
Воиагер 2 је открио магнетно поље или магнетосферу око Нептуна. То је 25 пута јаче од Земље и чини се да је усредсређено ближе врховима облака Нептуна од његовог центра, као што је случај са Земљиним магнетним пољем. Нептунова ос магнетног поља је нагнута за 47 степени до своје ротационе осе.
Унутрашња структура
Астрофизичари претпостављају да је Нептун углавном гас са средишњем каменитог језгра величине Земље. Гас постаје високо компримован у унутрашњости Нептуна, понаша се попут течности и проводи струју. Док се Нептун окреће око своје осе, материјали у унутрашњости Нептуна понашају се као динамо и генеришу магнетно поље. Нептун се при томе полако смањује и ослобађа топлоту. Ова топлота могла би да покреће временске системе планете.
Месеци
Нептун има 13 месеци. Сви осим највећег, Тритон, круже око њега у истом смеру као и ротација планете. Научници верују да је Тритон ледено тело изван Нептунове орбите које је ухватило Нептуново гравитационо поље. Састоји се од смрзнутог азота, воде и метана. Гејзири азота избијају са његове површине и стварају његову атмосферу азота.
Прстенови
Шест уских прстенова малих честица кружи око Нептуна. Они нису једнолични око планете, али изгледају као накупине прашине обликоване у лукове. Научници претпостављају да су прстенови можда ситне честице метанског леда које су затамњене сунчевим зрачењем.