太陽系的八大行星中最冷的是海王星，其表面温度最低只有-218℃。海王星是已知太陽系中離太陽最遠的大行星，與太陽相距約44.96億公里，因為軌道距離太陽很遠，海王星從太陽得到的熱量很少，所以海王星大氣層頂端温度只有-218℃，而由大氣層頂端向內温度穩定上升。
海王星的成分
海王星內部結構和天王星相似。行星核是一個質量大概不超過一個地球質量的由巖石和冰構成的混合體。海王星地幔總質量相當於10到15個地球質量，富含水，氨，甲烷和其它成分。作為行星學慣例，這種混合物被叫作冰，雖然其實是高度壓縮的過熱流體。這種高電導的流體通常也被叫作水-氨海洋。
大氣層包括大約從頂端向中心的10%到20%，高層大氣主由80%氫和19%氦組成。甲烷，氨和水的含量隨高度降低而增加。更內部大氣底端温度更高，密度更大，進而逐漸和行星地幔的過熱液體混為一體。海王星內核的壓力是地球表面大氣壓的數百萬倍通過比較轉速和扁率可知海王星的質量分佈不如天王星集中。
海王星的質量
海王星的質量為1.0247e+26千克，是介於地球和巨行星（指木星和土星）之間的中等大小行星：它的質量是地球質量的17倍，是木星質量的1/18。因為它們質量較典型類木行星小，而且密度、組成成分、內部結構也與類木行星有顯著差別，海王星和天王星一起常常被歸為類木行星的一個子類：冰巨星。
海王星的公轉
海王星與太陽之間的平均距離為45億公里，約30.1個天文單位（AU）。海王星的軌道週期（年）大約相當於164.79地球年，軌道傾角約為1.77°。
