Octavo planeta del Sistema Solar por su distancia al Sol, del que le separan 4.500 millones de kilómetros. Pertenece al grupo de los gigantes gaseosos, aunque su tamaño es muy inferior a los de Júpiter y Saturno y similar al de Urano. Con un diámetro de unos 49.000 kilómetros, su volumen equivale al de 58 veces el terrestre, y su masa es 17 veces superior a la de nuestro planeta. Su período de traslación alrededor del Sol es de 164 años, y el de rotación tiene una duración de 16 horas.

En 1845 el matemático inglés John Couch Adams predijo su existencia calculando su órbita a partir de las perturbaciones observadas en el movimiento de Urano, pero no consiguió que ningún astrónomo explorara el cielo en la región indicada por él. Tres años más tarde, y de forma independiente, Urbain le Verrier llegó a idénticas conclusiones, siendo utilizados sus cálculos por los astrónomos Johann Gottfried Galle y Louis d’Arrest para descubrir telescópicamente el nuevo planeta.

En la actualidad se conocen un total de 14 satélites, todos ellos bautizados con los nombres de divinidades acuáticas del panteón grecorromano por ser Neptuno el dios de las aguas. Es posible que, dada su lejanía de la Tierra, existan más todavía desconocidos. El sistema de satélites de Neptuno, tal como ocurre con el resto de los planetas gigantes, es bastante complejo. El principal de ellos, Tritón, es uno de los mayores del Sistema Solar, con un diámetro de 2.700 km., mientras los restantes (Nereida, Náyade, Talasa, Despina, Galatea, Larisa, Hipocampo, Proteo, Halimeda, Sao, Laomedea, Psámata y Neso) son, por el contrario, de pequeño tamaño, no excediendo los últimos de apenas unas decenas de kilómetros de diámetro.

Tritón, que orbita a una distancia de Neptuno similar a la que separa a la Luna de la Tierra, posee movimiento retrógrado, al igual que varios de los satélites menores. Nereida, por el contrario, describe una órbita muy excéntrica y alejada del planeta, lo que hace suponer que pudiera tratarse de un asteroide capturado. Náyade, Talasa, Despina, Galatea, Larisa, S/2004 N1 y Proteo, todos ellos descubiertos por la sonda Voyager 2 en 1989, se encuentran a muy corta distancia de Neptuno, en el interior de la órbita de Tritón. Por el contrario, Halimeda, Sao, Laomedea, Psámata y Neso, descubiertos entre 2002 y 2003, orbitan mucho más alejados que Nereida (el radio orbital del último de ellos rebasa los 48 millones de kilómetros) y sus trayectorias son asimismo muy excéntricas, aunque no tanto como las de este último.

Al igual que ocurre con el resto de los planetas gigantes Neptuno cuenta con un sistema de anillos, aunque por ser éstos débiles y estar más alejados que los de Saturno, no fueron descubiertos sino hasta fecha muy reciente, mediados de la década de los ochenta del pasado siglo, siendo confirmada su existencia por la sonda Voyager 2 en 1989, como reciente ha sido también el descubrimiento de varios asteroides troyanos de este planeta.

La órbita de Neptuno delimita, de forma convencional, el Sistema Solar interno. Más allá de ella se extiende una vasta región prácticamente inexplorada hasta hace muy poco, siendo Plutón el único astro conocido durante varias décadas. En los últimos años, por el contrario, se ha descubierto un considerable número de asteroides transneptunianos, existiendo asimismo en estas profundidades del espacio las dos fuentes conocidas de cometa, el cinturón de Kuiper y la nube de Oort.