海王星概况
天王星发现后，看人利用万有引力定律计算并预报它未来的位置，但观测它的实际位置总是与预报的位置不完全相符，不是超前，就是错，这是什么原因呢英国剑桥大学学生J·C·亚当斯经过两年计算后，于1845年首先提出在天王星外还有一颗大行星，受这个大行星的引力影响，天王星稍微改变了它原来的运动轨道。他还计算出这个未知大行星的轨道和质量、预期位置和估算亮度。遗憾的是，他的研究成果并未受到应有的重视，被束之高阁。稍后，法国青年天文学家U·L·勒威耶也在独立地研究这个课题。勒威耶于1846年将推算出的方位和亮度函告柏林天文台，请求观测验证。1846年秋天，德国天文学家伽勒凭借他丰富的观测经验，果然通过望远镜在勒威耶预言的方位附近找到了这颗亮度为8等的新行星，命名为海王星。
海王星的轨道和勒威耶与亚当斯所预推的轨道的比较它的赤道直径约4.5万千米，等于地球直径的3.5倍。因此海王星的体积是地球体积的45倍，又因它的质量只有地球质量的17倍，所以它的密度相当小，只有水的2.1倍。海王星表面的重力大约同地球上的重力相等。我们在大型望远镜里也很难看见海王星表面的情况。从日中峰的优等望远镜里，望见它是一个淡蓝色的圆轮，边沿很昏暗，扁率不大显著。1948年以来，人们在那上面看见一些明暗模糊的斑痕，它们的形状是不规则的，也许是变化的，因此还不能够确定它绕轴自转的周期。1928年穆尔和门泽耳在里克天文台所作的光谱观测证明其自转是顺行的，周期比16小时还短一些。
海王星和太阳的距离大约44.95亿千米，是地球到太阳距离的30倍。它表面单位面积受到的太阳光只有地球上的1／900，表面温度很低，达-230摄氏度。那儿的冰层厚达8 000米，在冰层下面是由岩石构成的核心，核心质量和地球差不多。核心的温度高达2 000～3 000。冰层外面是浓密的大气层。大气的主要成分是氢，还有甲烷和氨。海王星的内部结构与天王星差不多，但岩石核心比天王星要大。海王星赤道半径为24 750千米，是地球赤道半径的3.9倍。海王星质量为地球质量的17.22倍。
海王星上的1年比地球上的1年长得多，它绕太阳公转一周需要164.8年。海王星上四季的变化，冬季和夏季温差不大，每一季节长达41年以上。由于看不到海王星表面的特征，所以确定它的自转周期是很困难的。海王星上1昼夜约为17小时50分钟。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号飞跃海王星时，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，其中两条双带比较明亮。
海王星是否也有环带这是天文学家们长期以来关注的问题。1977年上天的“旅行者”2号飞船，经过12年的长途跋涉，于1989年8月25日飞临海王星进行考察时，探测到海王星共有5个光环，它们的结构与天王星稍有差别。在5个环中，4个是环，另一个是尘埃壳。在这4个环中，外面2个(1989N-1A和1989N-2A)是较亮的窄环，它们离海王星中心的半径分别为5.3万千米和7万千米；另外两个则是较暗的弥漫环，其中一个宽2 000多千米。处于两个窄环外侧的尘埃壳既宽又厚，其中尘埃圆面(环)宽约1万千米。
海王星卫星
海王星有两颗卫星。海卫Ⅰ是1846年10月10日由拉塞尔所发现的。它距本星的中心比月地间的距离稍短一些。它是一颗很小的14等星。它的轨道和海王星的轨道相交成40°角，运动是逆行的。海卫Ⅰ的直径可能是月亮的两倍，因此它是最大的一颗卫星。海王星大气里的氨完全凝冻，可观测到氢与甲烷的分子，也可能有氮。
海卫Ⅱ是1949年柯伊伯所发现的，它的星等大约是19，它的直径估计只有300千米。它比海卫Ⅰ距离海王星远得多，它的轨道偏心率很大，运动是顺行的。海卫Ⅰ的公转周期是5自21时，海卫Ⅱ的公转周期大约是1年。在海王星的卫星系里，里面一颗是逆行的，和木星与土星的卫星系的情况相反。
当人们在1949年发现海卫Ⅱ的时候，就注意到了它那奇怪的轨道。它的轨道是扁长的，最近距海王星140万千米，最远则达到970万千米。美国宇航局的天文学家通过对海卫Ⅱ表面的反射光进行第一次详尽的光度测定发现，1987年7月，它的反射光的强度在8昼夜内就变化了4次。海卫Ⅱ的轨道为什么这样奇怪而它的反射光为什么又这样扑朔迷离呢？科学家们对此提出了种种不同的看法。
对于它那扑朔迷离的反射光，一种解释认为是来自于它那种极不规则的形状。人们观测到的亮度取决于它的哪一面朝向地球。到目前为止，科学家们还没弄明白像这样大的卫星（它的直径不小于600千米)为什么会有这样不规则的形状。一般认为，任何直径在400千米以上的天体，其引力都会使它呈相当规则的圆球形。还有一种解释认为，海卫Ⅱ的表面有不同的反照率。
关于海卫Ⅱ的扁长轨道，也有不同解释。一种观点认为，海卫Ⅱ曾经是一颗从未被海王星引力触及的小行星，因此形成了扁长的轨道。还有人认为，海卫Ⅱ是由一些远离海王星的细小天体组成，后来才同海卫Ⅰ一道，被某个巨大天体从原始轨道挤撞到现在的轨道。
关于海卫Ⅱ的种种怪现象的解释，到现在还没有一致的意见。