Güneş'e olan uzaklığından dolayı Neptün gezegeni hakkında kesin bilgiler bulunmamaktadır. Fakat gezegenin yakınlarından geçen Voyager 2 uzay sondasından alınan bilgilere göre, gezegen 22300 km lik yarı çapa sahiptir ve kendi ekseni etrafındaki dönüşünü 17.24 saatte tamamlamaktadır.
Neptün’ün yüzeyinde en yüksek sıcaklıklar -220° C’a yaklaşır ve astronom A. Dollfus, gezegenin üstünde, hareketsiz gibi görünen düzensiz lekeler gözlemiştir. Buna dayanılarak, her şeyin don olayı nedeniyle hareketsizleştiği ve atmosfer akımları bulunmadığı sanılmaktaydı. Ancak Voyager 2 yolculuğu sırasında bu gezegenin yakınından geçtiği sırada çekirdeğinin hala çok sıcak olduğunu, dolayısıyla şiddeti 1000 mil'e varan fırtınalar olduğunu saptadı. Gezegenin göğünde, Triton ve Nereid adları verilen, çok soluk renkli 2 ay vardır; daha büyük olan birincisinin boyutları Dünya'nın uydusu Ay’ınkinden büyüktür. Ayrıca 13 tane bilinen küçük uydusu vardır.
