冰巨星海王星黑暗、寒冷，被超音速风吹拂，与太阳的距离是地球与太阳距离的 30 多倍。海王星是太阳系中唯一一颗肉眼看不见的行星。2011 年，海王星完成了自 1846 年被发现以来的首次 165 年轨道运行。
海王星距离太阳如此之远，以至于这颗蓝色大星球上的正午对我们来说就像昏暗的黄昏。我们在自己的星球上看到的暖光大约是海王星阳光的 900 倍。
海王星的环境并不适宜生命生存。这颗行星的温度、压力和物质特征很可能过于极端，而且不稳定，生物难以适应。
海王星赤道直径为 30,775 英里（49,528 公里），约为地球的四倍。如果地球是五分硬币大小，海王星就和棒球差不多大。
海王星与太阳的平均距离为 28 亿英里（45 亿公里），距离太阳 30 个天文单位。1 个天文单位（缩写为 AU）是太阳与地球的距离。从这个距离来看，阳光从太阳到达海王星需要 4 小时。
海王星上的一天大约需要 16 小时（海王星自转或旋转一次所需的时间）。海王星绕太阳公转一圈（海王星时间的一年）大约需要 165 个地球年（60,190 个地球日）。
有时海王星与太阳的距离甚至比矮行星冥王星还要远。冥王星的椭圆形轨道偏心率极高，每 248 个地球年，它就会进入海王星轨道 20 年。这种转变，即冥王星比海王星更靠近太阳，最近一次发生在 1979 年至 1999 年。不过，冥王星永远不会撞上海王星，因为海王星每绕太阳三圈，冥王星就会绕两圈。这种重复模式阻止了两颗天体近距离接近。
海王星的自转轴相对于其绕太阳公转轨道平面倾斜 28 度，与火星和地球的轴倾斜度相似。这意味着海王星的季节变化与我们地球上的季节变化一样；但由于它的一年很长，所以每个季节都持续 40 多年。
海王星有 16 颗已知卫星。海王星最大的卫星特里同于 1846 年 10 月 10 日由威廉·拉塞尔发现，这距离约翰·戈特弗里德·加勒发现该行星仅 17 天。由于海王星以罗马海神命名，其卫星以希腊神话中各种次要海神和仙女命名。
海卫一是太阳系中唯一一颗绕行星旋转方向与行星自转方向相反（逆行轨道）的大型卫星，这表明它可能曾经是海王星捕获的独立天体。海卫一极冷，表面温度约为零下 391 华氏度（零下 235 摄氏度）。然而，尽管海卫一处于极寒状态，旅行者 2 号还是发现了间歇泉，向上方 5 英里（8 公里）处喷出冰冷物质。旅行者 2 号也发现了海卫一稀薄的大气层，此后地球曾多次探测到该大气层，并且大气层正在变暖，但科学家尚不清楚原因。
海王星是在太阳系其他行星形成时形成的，大约在 45 亿年前，重力将旋转的气体和尘埃拉向行星，形成了这颗冰巨星。与其邻居天王星一样，海王星很可能是在距离太阳较近的地方形成的，大约在 40 亿年前移至外太阳系。
海王星是外太阳系两颗冰巨星之一（另一颗是天王星）。该行星的大部分（80% 或更多）质量由“冰”物质（水、甲烷和氨）组成的热稠密流体组成，位于一个小的岩石核心上方。在巨行星中，海王星的密度最高。
科学家认为，海王星的冷云层下可能存在一片极热的水海洋。这些水不会蒸发，因为极高的气压将它们锁在里面。
海王星没有固体表面。它的大气层（主要由氢、氦和甲烷组成）延伸到很深的地方，逐渐融入水和其他融化的冰，形成更重的固体核心，其质量与地球差不多。
海王星的大气主要由氢和氦组成，还有少量甲烷。海王星的邻居天王星也有类似的构成；甲烷吸收其他颜色但反射蓝色，使这些冰巨星呈现出相似的色调。1989 年航海者 2 号飞掠海王星时拍摄的许多照片显示，海王星呈现出更深的蓝色。这是因为航海者团队对图像进行了调整，以便更好地显示云层和该星球上的其他独特特征，而航海者 2 号在 1986 年拍摄的天王星图像则模糊而均匀。2024 年，研究人员重新处理了这些图像，发现这两颗行星看起来比许多人想象的要相似得多。
海王星是太阳系中风力最大的星球。尽管距离太阳很远，能量输入也很少，但海王星的风力却比木星强三倍，比地球强九倍。这些风以超过每小时 1,200 英里（每小时 2,000 公里）的速度席卷整个星球，使冰冻甲烷云层四处飘荡。即使是地球上最强劲的风速也只有每小时 250 英里（每小时 400 公里）左右。
1989 年，海王星南半球出现了一个巨大的椭圆形风暴，被称为“大暗斑”，其大小足以覆盖整个地球。那场风暴现已消失，但地球不同地方出现了新的风暴。
海王星磁场主轴与行星自转轴倾斜约 47 度。天王星的磁轴与自转轴倾斜约 60 度，海王星的磁层也因这种不重合在每次自转过程中都会发生剧烈变化。海王星的磁场强度约为地球的 27 倍。