Desde el siglo XIX, se observaban en el movimiento de Urano ciertas anomalías que no podían atribuirse a otra causa que a un astro perturbador desconocido. Este astro tenía que estar más lejos del Sol que Urano. Es asi como Urbain Joseph Le Verrier resolvió el problema, calculó los elementos orbitales del presunto nuevo planeta, y se lo comunicó a johann Galle, del observatorio de Berlín, quién, el 23 de Setiembre de 1 846 descubrió a Neptuno, muy cerca de la posició calculada por Le Verrier.

Los dos tercios del interior de este planeta están compuestos de roca fundida, agua, amoniaco y metano líquido. El tercio exterior tiene una mezcla de gases calientes compuestos por hidrógeno, helio, agua y metano. Su atmósfera, rica en hidrógeno, contiene metano (lo que le da al planeta, en este caso, un color verdoso) y helio, un porcentaje de 85%, 13% y 2% para cada componente, respectivamente.

Neptuno registra los vientos más fuertes de todos los planetas del Sistema solar. La mayoría soplan en dirección inversa a la rotación del planeta.

Cerca de uno de los grandes fenómenos nubosos de Neptuno, llamado la "Gran Mancha Oscura", los vientos alcanzan velocidades de hasta 2 000 Km por hora.

Con la llegada de Voyager a neptuno ha sido posible conocer mucha información importante.

Neptuno tiene un grupo de cuatro anillos estrechos y sumamente tenues, que están formados por partículas de polvo, es posible que tengan su origen en los choques de pequeños meteoritos con los satélites de Neptuno. Este planeta tiene 8 lunas. La más importante es Tritón, uno de los satélites más grandes y fríos del Sistema solar, cuya rotación es retrógada, su superficie puede estar cubierta por lagos de nitrógeno impuro, en el que flotan icebergs compuestos de agua, metano y nitrógeno. Otra luna más pequeña es Nereida, que sigue la órbita más elíptica del sistema solar.

Las demás lunas de Neptuno son: Náyade, Talaza, Despina, Galatea, Larisa y Proteo.