海王星按離太陽遠(yuǎn)近排在第八，它的赤道直徑為49528公里，質(zhì)量是地球的17倍，平均密度1.64克/立方厘米，體積超過地球44倍。它的軌道接近正圓，平均距離太陽44.97億公里，是地球到太陽距離的30倍，繞太陽公轉(zhuǎn)一周需要164.79年。它的赤道面與軌道面所形成的角度與比地球稍大，也有一年四季的變化，但冬季和夏季的溫差不大，每季長達(dá)41年以上。由于看不到海王星表面的特征，所以確定它的自轉(zhuǎn)周期很困難，最新測定自轉(zhuǎn)一周為16小時7分。
海王星被很厚的濃密云層包圍著，在海王星大氣中有氫、甲烷和氨等氣體。由于海王星離太陽很遠(yuǎn)，它表面受到的太陽光只有地球上的9百分之一，因此，它的表面溫度很低，只有零下230度。在這樣的低溫下海王星上除氨云外，還能凝聚成甲烷云。如果有氬存在，甚至可能形成由氬結(jié)晶體組成的云。
海王星是目前所知，距離太陽最遠(yuǎn)的氣態(tài)行星。雖然海王星的直徑比天王星的小，但是由于海王星的密度較天王星的大，所以質(zhì)量亦較天王星的大。海王星和天王星的結(jié)構(gòu)都差不多，核心由巖石組成，核心外是水、氨和甲烷的混合物。大氣層主要由85%氫，13%氦和2%甲烷組成。人們稱這兩顆星為姊妹星。
海王星主要由氫和氦構(gòu)成。它沒有明顯的固體表面，但可能有一個石質(zhì)和水質(zhì)的核心。（有人認(rèn)為大氣下有厚達(dá)8千公里的冰層，冰層下是巖石核心。）大氣（特別是外層大氣）中有大量甲烷氣體。1989年美國"旅行者"2號空間探測器經(jīng)過海王星時，發(fā)現(xiàn)其大氣中有相當(dāng)大的湍流。探測器觀測到，在海王星南半球有一個巨大的風(fēng)暴系統(tǒng)，即所謂的“大暗斑”，其中的風(fēng)速達(dá)到每秒5百多米，超過地球上的聲速。在此風(fēng)暴的上方漂移著類似卷云的柔云，而在南極附近則是一些寬的云帶，顏色由淺藍(lán)到深藍(lán)，變化不定。由于海王星由大陽所接收的能量，以及內(nèi)部產(chǎn)生的能量都不及木星和土星，所以海王星不能產(chǎn)生太多的風(fēng)暴。因此，風(fēng)便沒有遇上很多逆向的阻力，令大暗斑的風(fēng)速為每小時2000公里，成為全太陽系之冠。不過，其后在1994年6月哈勃太空望遠(yuǎn)鏡再觀測海王星時，發(fā)現(xiàn)大暗班已經(jīng)消散。溫度測量表明，海王星也像木星和土星一樣，內(nèi)部具有熱源。
旅行者2號揭示，海王星周圍至少有4條環(huán)，其中大部分是塵埃大小的粒子。最外一條環(huán)中的粒子分布是不均勻的；有5處密度較高，形成弧狀亮區(qū)。
海王星有8顆已知顆衛(wèi)星，其中只有海衛(wèi)一和二是在旅行者2號之前就發(fā)現(xiàn)了的。海衛(wèi)一是8顆衛(wèi)星中最大的，海衛(wèi)二形狀不規(guī)則居第二。其他衛(wèi)星的外形也都不規(guī)則，直徑在58至416公里，表面也很黑暗。
海衛(wèi)一在離海王星354800公里的圓軌道上運行。海衛(wèi)一是逆行衛(wèi)星,即它的運行方向與海王星相反。它以每秒4.4公里的速度繞海王星運行，周期為5.877天。海衛(wèi)一是太陽系中第七大衛(wèi)星，半徑為1353公里。它的表面可能有大氣。海衛(wèi)一離海王星近，質(zhì)量又大，因而在海王星上引起很強(qiáng)的潮汐，從而也使它自身的軌道要素發(fā)生較快的變化。海衛(wèi)一是第二個被發(fā)現(xiàn)有火山活動的衛(wèi)星，它表面的火山會噴出混有黑色塵埃的液態(tài)氮，被稱為冰火山，噴出的物質(zhì)射上8000米的高空，之后散至150公里之遠(yuǎn)，形成黑色的條紋。海衛(wèi)一表面溫度零下240度，是太陽系中已知最冷的天體。
海衛(wèi)二。較小，以橢圓軌道繞海王星運行，是順行衛(wèi)星。它同海王星的平均距離為551萬公里。它的橢圓軌道很扁。它的半徑約為 170公里。
