质量1.024×1026kg赤道半径24746km平均密度1.64g/cm3平均日距4504300000km自转周期15小时57分59秒公转周期164.79年平均公转速度5.45km/sec公转轨道偏心率0.0097自转轴倾角29.56°公转倾角1.774°赤道表面重力11.0m/sec2赤道逃逸速度23.50km/sec视觉几何反射率0.41平均云层温度-193℃～-153℃大气压1～3千帕大气成分氢85%氦13%甲烷2%
海王星是太阳系中最远的气体巨行星。它的赤道直径是49500千米。如果海王星是中空的，它能够容纳将近60个地球。海王星上的一年相当于地球上的165年。它有13颗卫星，其中的6颗是被“旅行者号”（Voyager）发现的。海王星上的一天长15小时58分钟。海王星于1846年9月23日由德国天文学家（Johann Gottfried Galle）在柏林天文台（Berlin Observatory）观测到。而他的发现很大程度上要归功于法国的年轻天文学家勒维耶（UrbainLe Verrier）对海王星的轨道和亮度的推算。事实上早在1845年，英国剑桥大学的学生亚当斯（John Couch Adams）就已经首先提出在天王星的外面还有一颗大行星。他还同时计算出了这颗行星的轨道、质量等。遗憾的是，当时他的辛苦而杰出的研究并未引起人们的重视。不过无论怎样，这颗行星的发现意义非同寻常，当时人们认为失败的天体力学取得了一个伟大的胜利。
海王星的内部（约占整个星球的2/3）由熔岩、水、液氨和甲烷的混合物组成。外面的一层（约占整个星球的1/3）是由氢、氦、水和甲烷组成的气体的混合物。甲烷赋予了海王星蓝色的外观。
海王星是一颗具有几个大暗斑的动态行星，这很容易让人们想起有异常猛烈风暴的木星。“旅行者号”的探测发现海王星上的有一个十分巨大的斑点——大暗斑（Great Dark Spot），它和地球差不多大，与木星上的大红斑（Great Red Spot）有些相似。“旅行者号”还在海王星上发现了一片小而不规则的云，它以16小时左右的周期在海王星表面自西向东运动。这片云就像一片在一个云盖上滑动的羽毛一样。
类似地球上卷云的狭长而明亮的云带，能够在海王星的大气层高处被看见。在海王星的北半球低纬度处，“旅行者号”曾经捕捉到了这些云带在它们下面的云盖上的影子。
纪录中风速最快、最猛烈的暴风出现在海王星上。风向大多自东向西，并与这颗行星的自转方向相反。在接近大暗斑的区域，风速可达到2000千米/时。
海王星有一组狭窄又暗淡的光环。这组光环共包含5个环，其中，4个是环，一个是尘埃壳。在这四个环中，外面两个是较亮的窄环，里面两个则是较暗的弥漫环。尘埃壳位于两个窄环的外侧。从地面望远镜观测，这些光环呈弧形，而从“旅行者号”上观测到这些弧形则是光环系统中明亮的斑点和土块。这些明亮土块的真正成因到目前为止还是一个未知的谜。
和天王星相似，海王星也有磁场，其磁场和自转轴之间的角度大约为50度。海王星亦有辐射带，会产生极光。
从哈勃望远镜（HST）的最新图像来看，海王星已和当年“旅行者号”所造访的那颗海王星彻底不同了。其中最重大的变化就是大暗斑和暗斑二（DS2）消失了，而它的北半球又有一个新的暗斑出现。从这些现象可以看出，海王星的活跃程度确实不同寻常。
知识链接：海王星的名字是怎么来的呢
海王星（Neptune）是环绕太阳运行的第八颗行星，是围绕太阳公转的第四大天体（直径上）。海王星在直径上小于天王星，但质量比它大。海王星的质量大约是地球的17倍，而类似双胞胎的天王星因密度较低，质量大约是地球的14倍。海王星以罗马神话中的尼普顿（Neptunus）命名，因为尼普顿是海神，所以中文译为海王星。天文学的符号，是希腊神话的海神波塞冬使用的三叉戟。
发现之后的一段时间，海王星不是被称为天王星外的行星就是勒维耶的行星。伽雷是第一位建议为之取名的人，他建议的名称是Janus（罗马神话中看守门户的双面神）。在英国，查理士将之命名为Oceanus；在法国，Arago建议称为勒维耶，以回应法国之外强烈的抗议声浪。法国天文年历当时以赫歇耳称呼天王星，相对于以勒维耶称呼这颗新发现的行星。同时，在分开和独立的场合，亚当斯建议修改天王星的名称为乔治，而勒维耶经由经度委员会建议以Neptune作为新行星的名字。Struve在1846年12月29日于圣彼得堡科学院挺身而出支持勒维耶建议的名称。很快，海王星成为国际上被接受的新名称。在罗马神话中的Neptune等同于希腊神话的Poseidon，都是海神，因此中文翻译成海王星。新发现的行星遵循了行星以神话中的众神为名的原则，而除了天王星之外，都是在远古时代就被命名的。中文的海王星翻译回英文是sea king star，在韩文、日文和越南文的汉字表示法都是海王星。
在印度，这颗行星的名称是Varuna（Devanāgarī），也是印度神话中的海神，与希腊和罗马神话中的Poseidon和Neptune意义是相同的。