Distante en moyenne de 4,5 milliards de km du Soleil, Neptune a un diamètre moyen approximatif de 49 400 km. 84% de la lumière qu'elle reçoit est réfléchie. La période de rotation de la planète est de 16 h 3 min. Il lui faut 164,8 années pour effectuer une révolution autour du Soleil.Comme Jupiter, Saturne et Uranus, son atmosphère est constituée principalement d'hydrogène et d'hélium, mais la présence de méthane (jusqu'à 3%) donne à la planète sa couleur bleue caractéristique.
Huit satellites connus tournent autour de Neptune. Le plus grand et le plus brillant est Triton qui dispose d'un diamètre de 2 750 km. À la différence de tout autre satellite important du Système Solaire, Triton décrit une orbite rétrograde, c'est-à-dire opposée à son sens de rotation. Malgré son extrême froideur, Triton possède une atmosphère composée d'azote et de traces de méthane; il présente une surface active formée de geysers projetant une matière souterraine inconnue. Néréide, second satellite, a un diamètre estimé à seulement 400 km.