ดาวเนปจูนมีสีน้ำเงิน เนื่องจากองค์ประกอบหลักของบรรยากาศผิวนอกเป็น ไฮโดรเจน ฮีเลียม และมีเทน บรรยากาศของดาวเนปจูน มีกระแสลมที่รุนแรง 2,500 กิโลเมตรต่อชั่วโมง
แกนกลางภายในของดาวเนปจูน ประกอบด้วยหินและก๊าซร้อน อุณหภูมิประมาณ 7,000 องศาเซลเซียสซึ่งร้อนกว่าพื้นผิวของดวงอาทิตย์
ดาวเนปจูนได้ชื่อว่าเป็นดาวเคราะห์แห่งพายุ สภาพอากาศแปรปรวน พบพายุหมุนขนาดใหญ่เท่าโลก ปรากฏเป็นจุดสีคล้ำเด่นชัด เรียกว่า จุดดำใหญ่ อยู่ทางซีกใต้ของดาวเนปจูน ลักษณะคล้ายกับจุดแดงใหญ่ บนดาวพฤหัสบดี
ดาวเนปจูนมีดวงจันทร์ไทรทัน ( Triton) เป็นดาวบริวารที่ใหญ่ที่สุด เป็นสถานที่เพียงหนึ่งในสามแห่งในระบบสุริยะ ที่มีก๊าซไนโตรเจนในบรรยากาศ นอกเหนือจากโลก และดาวบริวารไททัน (Titan Moon) ของดาวเสาร์
(3122)