海王星是太阳系中的远日行星，按照行星与太阳的距离由近及远排列，海王星排第八。在太阳系中，它是直径第四大的行星，质量第三大的行星。且作为巨型行星，海王星拥有最大的密度。海王星的质量是地球质量的17倍，略大于它的孪生兄弟天王星。海王星比天王星的密度更大，体积更小，因此它的质量也更大，导致其大气受到更多的引力压缩。海王星每164.8年绕太阳运行一周，平均距离为30.1个天文单位（45亿公里；28亿米）。它是以罗马的一位海神命名的，并且用有一个天文符号♆，是程式化版本的尼普顿三叉戟。
图解：结合颜色和近红外线的海王星影像，显示在它的大气层中的甲烷带，和他的4颗卫星：普罗狄斯、拉瑞莎、加勒蒂亚和迪斯比纳。
海王星不是肉眼可见的，并且它是太阳系众多通过经验观察而发现的行星中，唯一一个由数学预测发现的行星。由于天王星轨道的意外变化，亚历克西斯·布瓦徳推断其轨道受到一颗未知行星的引力扰动。后来，约翰·库奇·亚当斯和乌尔班·勒维耶在他死后，根据布瓦徳的观测结果独立计算出海王星的位置。 1846年12月23日，在勒维耶预测的位置范围内，约翰·加勒使用望远镜观测到了海王星。
图解：海王星高层的云带在较低层云顶形成阴影。
不久之后，人们发现了它最大的卫星——海卫一，尽管直到20世纪，地球的已知13颗卫星中，没有一颗是用望远镜观测到的。地球与这颗行星的距离使得它的表面尺寸非常小，是故，在地球上使用望远镜研究非常具有挑战性。1989年8月25日， 旅行者2号曾经造访过海王星。而哈勃太空望远镜 和带有自适光学系统的大型地面望远镜的出现，令我们能够在远处进行更详细的观测。
图解：旅行者2号所拍摄的海王星
像木星和土星一样，海王星的大气主要由氢和氦组成，还有少量的碳氢化合物，可能还有氮。尽管它可能含有更多的“冰”，例如水，氨和甲烷。然而，与天王星相似的是，它的内部主要由冰和岩石组成；为了强调这一区别，通常天王星和海王星被认为是“冰巨星”。在最外层的区域有甲烷的痕迹，一定程度上解释了这颗行星的蓝色外观。
图解：大黑斑（上面），滑行车（中间白色云彩）和小黑斑（底部）。
海王星的大气相对于天王星大气的朦胧、平淡形成鲜明的对比，它具有活跃可见的天气模式。例如，在1989年旅行者2号飞越木星的时候，发现这颗行星的南半球有一颗大黑点，与木星的大红点相当。这些天气模式是由太阳系所有行星中持续最强的风驱动的。
图解：旅行者2号所拍摄到的大黑斑。
有记录的风速高达2100公里/时（580米/秒；1300英里/时）。由于海王星与太阳的距离最远，所以它的外层大气是太阳系中最冷的地方之一，其云顶的温度接近55k（-218℃；-361℉）。地球中心的温度是5400k（5100℃；9300℉）。海王星有一个模糊和破碎的环装系统（称为“弧”），它在1984年被发现，后来被旅行者2号证实。
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