海王星是远日行星之一，按照同太阳的平均距离由近及远排列，为第八颗行星。它的亮度仅为7.85等，只有在天文望远镜里才能看到它。由于它那荧荧的淡蓝色光，西方人用罗马神话中的海神——“涅普顿”的名字来称呼它。在中文里，把它译为海王星。
根据1968年海王星掩星观测得知，海王星的赤道半径为24750千米，是地球赤道半径的3.88倍。海王星的自转较快，致使形状变扁，扁率较大，为0.0259。它的赤道半径比极半径约长641千米。海王星的体积约为地球体积的57倍，质量为地球质量的17.22倍，平均密度为1.66克／厘米3。表面重力加速度比地球的略大，在两极为1180厘米／秒2，在赤道上约为1100厘米／秒2。表面上物体的逃逸速度为23.6千米／秒。
海王星的反照率为0.67。在海王星光谱中有很强的吸收带，说明有很厚的浓密云层包围着这颗行星。由于海王星离太阳很远，在它表面上每单位面积受到的太阳光只有地球上的1/900，因此，它的表面温度很低，有效温度只有46开。在这样的低温下海王星上除氨云外，还能凝聚成甲烷云。如果有氩存在，甚至可能形成由氩结晶体组成的云。从1968年海王星掩恒星BD-1704388的观测中得知，海王星最高层大气的温度达135～200开。就远日行星而言，这是相当高的。此外，还在7.8微米波段处观测到甲烷的红外发射带。美国得克萨斯大学的特拉夫顿认为这是海王星有内部能源造成的，也有人认为这是海王星大气中的甲烷在红外波段有很强的吸收造成的。现在认为海王星有一个质量和地球差不多的核，核由岩石构成，核的温度是2000～3000开。核外面是质量较大的冰包层，再外面覆盖着稠密的大气层，大气层的主要成分是氢、甲烷和氨等气体。海王星是一个狂风呼啸、乱云飞渡的世界，在大气中有许多湍急紊乱的气旋在翻滚。
海王星绕太阳公转的轨道平面和黄道面的夹角很小，只有1°8′。它的椭圆轨道很接近正圆，轨道偏心率不到1％。它的轨道半长径大约30天文单位，它在轨道上的平均运动速度为5.43千米／秒，大约要164.8年才能绕太阳公转一周。海王星的平均会合周期为367.49日。海王星除绕太阳公转外，本身也自转，它的自转是顺行的，自转周期为16小时左右。它的赤道面和它的轨道面有28°48′的交角，比地球的黄赤交角稍大。海王星上也有一年四季的变化，不过海王星的一年比地球的一年长得多，而冬季和夏季的温差不如地球显著，每一季节长达41年以上。
海王星和天王星在体积、质量方面都非常相似，它们的化学组成、内部结构也大同小异，因而人们常把它们看作是一对“孪生姐妹”。除了海卫1和海卫2这两颗人们熟悉的卫星外，海王星还有另外6颗卫星，它们是“旅行者2号”发现的。1989年8月，“旅行者2号”飞越海王星时，证实海王星周围存在着至少5条完整和比较完整的环，从最里面的环到海王星之间，还有一个很宽的主要由尘埃物质组成的壳层，其中2条双带比较明亮。