八大行星中最冷的是海王星，其表面溫度最低只有-218℃。海王星在太陽系八大行星中距離太陽最遠，與太陽相距約44.96億公里。其直徑約爲49525公里，是地球的四倍。因爲軌道距離太陽很遠，海王星從太陽得到的熱量很少，所以海王星大氣層頂端溫度只有-218℃（55K），而由大氣層頂端向內溫度穩定上升。
和天王星類似，星球內部熱量的來源仍然是未知的，而結果卻是顯著的：作爲太陽系最外側的行星，海王星內部能量卻大到維持了太陽系所有行星系統中已知的最高速風暴。對其內部熱源有幾種解釋，包括行星內核的放射熱源，行星生成時吸積盤塌縮能量的散熱，還有重力波對平流圈介面的擾動。
海王星的質量爲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。因爲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爲類木行星的一個子類：冰巨星。
在太陽系外行星研究領域，海王星被用作一個通用代號，指所發現的有着類似海王星質量的系外行星，就如同天文學家們常常說的那些系外“木星”。
