E' stato osservato per la prima volta nel 1846, quando la sua esistenza era stata già dedotta teoricamente dalle
irregolarità del moto di Urano, le cui posizioni effettive non coincidevano con quelle calcolate mediante le leggi della meccanica celeste.La temperatura media alla sommità dell'atmosfera è di -215 °C, superiore di circa 10 °C a quella prevista, per cui è stata fatta l'ipotesi di una sorgente di calore interna.
Nettuno ha due satelliti, Tritone e Nereide. Tritone è il più interno e si muove in senso retrogrado; col suo diametro di 3800 km è uno dei più grandi satelliti del sistema solare. Nereide, scoperto da Kuiper nel 1949, ha dimensioni molto minori e descrive un'orbita di elevata eccentricità.
