Neptun je typickým představitelem planety zvané plynný obr, jeho průměr je 49 500 km. Oběžná doba kolem Slunce činí 165 roků. Perioda rotace je 16 hodin a 7 minut. Na rozdíl od Země se může pochlubit více než desítkou měsíců, z nichž šest bylo objeveno sondou Voyager. Den na Neptunu trvá 16 hodin a 6,7 minut.
Centrální část nitra planety, přibližně dvě třetiny poloměru, je složena postupně od středu z kamenného jádra, ledu, tekutého čpavku a metanu. Vnější část, zhruba třetina, je směsí horkých plynů vodíku, hélia, vody a metanu. Metan dává Neptunu charakteristickou modrou barvu.
Na Neptunu lze pozorovat několik velkých, temných skvrn, připomínajících bouře na Jupiteru. Největší skvrna, známá jako Velká temná skvrna, o velikosti průměru asi jako naše Země, je podobná Velké rudé skvrně na Jupiteru.
Neptun je místem, kde vanou nejsilnější větry v naší sluneční soustavě. Poblíž Velké temné skvrny dosahuje rychlost větru 2000 km/h. Většina větrů vane západním směrem, tedy proti rotaci planety. Z pozdějších pozorování pomocí Hubblova kosmického dalekohledu vyplynulo, že Velká temná skvrna přestala existovat.