Neptunus is de verst verwijderde planeet onder de gasgiganten. De diameter van Neptunus bedraagt 49.500 kilometer. Als Neptunus hol zou zijn, zou de Aarde er 60 maal inpassen. Neptunus voltooid zijn omloop rond de Zon in 165 jaar. Het heeft voor zover bekend 13 manen waarvan er zes zijn ontdekt door Voyager. Een dag op Neptunus bedraagt 16 uur en 6,7 minuten. Neptunus is ontdekt op 23 september 1846 door Johann Gottfried Galle van het Berlijns observatorium, samen met Louis d’Arrest, een astronomiestudent. De ontdekking zou zijn gebaseerd op een eerdere voorspelling die zijn oorsprong had in wiskundige berekeningen, uitgevoerd door Urbain Jean Joseph Le Verrier.

De binnenste tweederde van Neptunus is opgebouwd uit een mix van gesmolten gesteente, water, vloeibaar ammoniak en methaan. Het buitenste deel is een mix van hete gassen die bestaan uit waterstof, helium, water en methaan. De methaan geeft Neptunus zijn karakteristieke blauwe kleur.

Neptunus is een dynamische planeet met meerdere donkere plekken die, net zoals bij Jupiter, het bestaan van orkaanachtige stormen aangeeft. De grootste vlek, ook bekend als de ‘Great Dark Spot’ (grote donkere plek), heeft ongeveer de afmetingen van de Aarde en is te vergelijken met de ‘Great Red Spot’ (grote rode vlek) op de planeet Jupiter. De Voyager onthulde een smalle, onregelmatig gevormde wolk die rond de planeet Neptunus vliegt in oostelijke richting in ongeveer 16 uur. Er wordt gespeculeerd dat deze snelheidsduivel een pluim is die zijn oorsprong vindt in een dieper gelegen wolkenlaag.

Lange heldere wolken, te vergelijken met de cirruswolken op Aarde, zijn hoog in de atmosfeer van Neptunus waargenomen. Op lagere noordelijke breedtegraden heeft Voyager foto’s gemaakt van wolken die hun schaduw werpen op lagere wolkendekken.

De sterkte winden op welke planeet dan ook zijn gemeten op Neptunus. De meeste van deze winden waaiden in westelijke richting, in tegengestelde richting ten opzichte van de planeetrotatie. Vlakbij de ‘Great Dark Spot’ zijn winden gemeten met een snelheid van 2000 kilometer per uur.