Neptūns ir vistālākā zināmā Saules sistēmas planēta. Atšķirībā no Urāna, kurš debesīs ar teleskopu tika pamanīts nejauši, Neptūna atrašanās vieta sākotnēji tika aprēķināta matemātiski. Franču matemātiķis Urbāns Leverjē pētīja Urāna orbītu un secināja, ka tā kustība ap Sauli liecina par vēl vienas planētas esamību. Savus aprēķinus zinātnieks nosūtīja Francijas vadošajiem astronomiem, bet tie ignorēja Leverjē atklājumu, kurš iespējamās planētas orbītas datus nosūtīja jaunam vācu astronomam Johanam Gallem, kurš nekavējoties rīkojās un jau nākamajā naktī pēc vēstules saņemšanas (1846.gada 23.septembrī) prognozētās vietas tuvumā atklāja līdz šim nezināmu spīdekli. Nepagāja ne mēnesis, kad astronomi atklāja Neptūna lielāko pavadoni Tritonu.

Interesanti, ka Neptūnu pirmais ir pamanījis Galileo Galilejs. 1613.gadā Zemes debesīs Neptūns bija novērojams netālu no Jupitera. Galilejs uzskatīja, ka tā ir zvaigzne.

Planēta, kura nodēvēta seno romiešu jūras dieva vārdā, atrodas 4,5 miljardu kilometru jeb 30 astronomisko vienību attālumā no Saules. Viens gads uz tās ilgst 165 Zemes gadus. Laikā, kad Plutons vēl tika uzskatīts par Saules sistēmas devīto planētu, reizi 248 Zemes gadu laikā uz 20 gadiem Neptūns pārtapa par devīto planētu, jo Plutons atradās tuvāk Saulei. Laikā kamēr Neptūns veic trīs orbītas ap Sauli, Plutons paspēj apriņķot ap sistēmas centrālo zvaigzni divas reizes. Šī rezonanse nodrošina to, ka Neptūns un Plutons nesaduras.

Neptūna ķīmiskais sastāvs līdzinās Urānam. Tā atmosfērā, kas pamatā sastāv no ūdeņraža un hēlija, sastopams metāns, kurš, absorbējot Saules gaismas sarkano krāsu, piešķir planētai zilganu nokrāsu. Neptūna gadījumā atmosfēra izskatās izteikti zila, pateicoties līdz šim nenoteiktam ķīmiskam savienojumam. Atmosfēra pakāpeniski pāriet ūdens, metāna un amonjaka ledus un šķidra ūdens maisījumā. Planētas centrā visticamāk atrodas ciets kodols.

Tā kā Neptūns atrodas tik tālu no Saules, tas saņem ļoti maz Saules gaismas. Atmosfēras augšējos slāņos temperatūra ir aptuveni -200 grādi pēc Celsija.

1989.gadā Neptūnam garām palidoja Voyager 2, atklājot planētas dienvidu puslodē milzīgu, tumšu vētras sistēmu, kurā vēja ātrums sasniedz 2000 km/h. Atšķirībā no Jupitera Lielā Sarkanā Plankuma, vētras uz Neptūna ir īslaicīgas. Lielais Tumšais Plankums bija pazudis, kad zinātnieki Neptūnu aplūkoja ar Habla kosmisko teleskopu 1994.gadā. Turpmāko gadu laikā uz Neptūna pamanītas vēl citas vētru sistēmas.

Pateicoties tam, ka uz Neptūna reizēm ir novērojami mākoņi, astronomi ir aprēķinājuši Neptūna dienas garumu, kas ilgst aptuveni 16 Zemes stundas.

Neptūna magnētiskais lauks ir aptuveni 27 reizes spēcīgāks par Zemes magnētisko lauku. Tā ass ir novietota 47 grādu slīpumā attiecībā pret planētas rotācijas asi.

Neptūnu ieskauj vairāki gredzeni, kuriem raksturīgi četri blīvāki apgabali jeb arkas. Tiek uzskatīts, ka Neptūna gredzeni ir jauni un nestabili. Ap planētu riņķo 14 pavadoņi, no kuriem lielākā daļa ir atklāti Voyager 2 pārlidojuma laikā un vēlāk, izmantojot Habla kosmisko teleskopu un citus lielos teleskopus uz Zemes.