海王星是人们从“笔尖上发现的行星”。海王星的半径是24700公里，质量为地球的17.2倍，密度为1.6克/立方厘米。它与太阳的距离约为45亿公里，公转周期164.8年，自转周期17.8小时。海王星也有浓密的大气，主要由氢、氦构成，另外还有甲烷和氨。海王星的表面温度为56K，甲烷和氨大都成为固态。从海王星接受到的太阳能量来计算，它表面的温度应为46K这和实际测量值有差距，可能是它的表面温度尚未达到平衡，还在继续冷却过程中。
海王星是否有光环的问题曾数经周折，直到1989年8月旅行者2号宇宙飞船飞临它时，才最后肯定它有5道环。既然木星、土星、天王星、海王星各个都有环，那么它们的形成和演化肯定会有共同点。研究环系的形成对了解太阳系的形成和演化会有重要的价值。
海王星海王星有8颗卫星，其中最大的卫星比月球还大，它的表面温度是已知的太阳系诸星体中最低的，只有38K。红外观测发现它也有大气层，已探测到有甲烷成分。
海王星的发现使哥白尼学说和牛顿力学得到了最好的证明，也成为科学史上的一段佳话。自从波兰天文学家哥白尼提出了日心学说后，自然科学从神学的束缚中解放出来，到十七世纪初德国天文学家开普勒总结出行星运动定律，1687年牛顿的万有引力发现，在天文学科中诞生了一个崭新的天文学分支——天体力学。到了十九世纪初天文学家已经能够准确地预报行星在任何时刻的位置。但许多天文学家都不敢来吃寻找天王星外行星这个“螃蟹”。然而，时代提出的迫切问题是不会无人问津的，两位年轻人不约而同奋起应战了，他们勇于探索的精神和高超的科学知识，依据天文观测资料来寻求使天王星在运动上造成“偏差”的一颗行星。
在1841年7月，英国剑桥大学的一位22岁的大学生，亚当斯在阅读格林尼治天文台台长艾里报告后，他勇敢地承担起这项艰巨的任务，他就着手对这颗天外行星轨道和距离进行反复思考和计算。在1843年末才24岁的他就计算出这个未知大行星的初步结果。到1845年，26岁的亚当斯就研究推算出该假设行星的轨道，质量和当时的位置。10月21日他把计算的结果寄给了英国格林尼治天文台台长艾里，请求他用天文台的大型望远镜来观测这颗行星。不料，这位台长没有认真地对待青年天文学家的计算结果，不假思索地把亚当斯的计算结果束之高阁。到了1846年6月他收到了勒威耶发表的论文副本时，他才发现勒威耶的结果几乎与亚当斯的结果完全一致，他立即请剑桥天文台查理天文学家用望远镜搜索这颗行星，偏偏这位天文学家还对亚当斯的计算结果将信将疑，使这位天文学家奋斗多年的成果插身而过。
海王星法国天文学家勒威耶比亚当斯年长8岁，于1846年8月31日写出了一份标题是“论使天王星运行失常的那颗行星，它的质量，轨道和现在所处的位置结论性意见”。柏林天文台年轻的天文学家伽勒和他的助手根据勒威耶计算出来的新行星的位置，把望远镜指向了黄经326度宝瓶星座的一个天区，只用了30分钟就发现了一颗在星图上没有标出的8等星，为人类探索天外行星中找到了第八颗新的行星——海王星。后来通过天文学家们观测都证实了这颗行星的存在。
人类在探索宇宙中，有的成功，有的失去了机遇。海王星的发现，英法两国为此发现的荣誉归属问题展开了争论，但亚当斯和勒威耶两人则处之泰然，该荣誉应当由亚当斯和勒威耶两人共享。