Открытие восьмой планеты принадлежит астрономам-теоретикам. В XIX веке при изучении движения Урана было установлено, что он движется не совсем так, как следует, уклоняясь от основной оси следования. А это может происходить только в том случае, когда планета испытывает влияние притяжения ещё одной планеты. В телескоп Нептун был замечен 23 сентября 1846 года по указке математика Леверье.

Нептун отстоит от Солнца на 4,5 млрд. км. По орбите он движется со скоростью 5,4 км/с, а период вращения вокруг светила составляет около 165 лет. Сутки на Нептуне длятся более 17 часов на экваторе и около 12 часов у полюсов. Наклон оси планеты составляет 28º32´, что практически одинаково по отношению к Земле и Марсу.

В настоящее время известно 13 спутников Нептуна. Самым большим из них является Тритон. Вокруг хозяина он вращается в обратную сторону, в отличие от других спутников Солнечной системы. На Тритоне обнаружена атмосфера. 24 августа 1989 года исследовательский зонд «Вояджер-2» подлетел на небольшое расстояние к планете, сделал серию важных снимков поверхности планеты, а также подтвердил, что у Нептуна имеется система колец, практически такая же, как и у Урана, но более разреженная.

По своим физическим характеристикам Нептун можно сравнивать с Ураном. Экваториальные радиусы их практически одинаковы, у Нептуна он составляет 24 764 км. Масса Нептуна в 17,2 раза больше массы Земли и составляет 1×1026 кг. Температуры на поверхности планеты очень низки – немного более -200ºС. Но в центре они могут достигать 7000ºС. Ядро Нептуна состоит из никеля, железа, силикатов. Мантия, как и у Урана, слагается из жидкого метана, водорода, гелия и представляет собой пластичный лёд, возникший под влиянием колоссального давления. Средняя плотность планеты немного больше, чем у Урана, и составляет 1,77 г/см3.

Атмосфера в основном состоит из водорода и гелия, а также водного, метанового, аммиачного льда. Голубоватый цвет планете придаёт содержание в атмосфере метана. Выделено несколько слоёв атмосферы: тропосфера, стратосфера, термосфера и экзосфера. В термосфере зарегистрирована температура, достигающая 750К, что очень странно. Споры по поводу происхождения этого явления не разрешены до сих пор. Над поверхностью планеты дуют самые сильные ветры в Солнечной системе. Иногда их скорость достигает 2000 км/с. В том же 1989 году «Вояджер-2» обнаружил стойкий атмосферный вихрь, который был назван (по аналогии с явлением на Юпитере) Большое тёмное пятно.