幾乎所有星球，形成初期都會由於撞擊而產生巨大能量，使星體呈現熔融狀態，隨後非常緩慢冷卻，星體中心長期保持高溫，星體整體內外形成對流。同時密度大的物質歸於星體中心。

再由於放射性元素產生熱量，也參與對流。核心的近固態與外層的氣體都參與對流。有運動就會產生風暴。

對於海王星來說，其內部結構仍然遠遠未知。

道理上，與地球類似，只是地球除此之外更多靠太陽能。

海王星與太陽之間的平均距離高達30.06天文單位（約45.04億公里），在這裡太陽發出的光和熱已經很弱了，因此我們很容易認為，由於得不到足夠的能量，這顆星球應該是非常寧靜的，而我們看到的一些有關海王星的圖片似乎也印證了這種觀點，比如說下面這張圖就是“旅行者2號”探測器在1989年8月25日飛越海王星時拍攝到的影象，看上去這顆星球就像是風平浪靜的海洋一樣。

然而這只是假象，我們不要被海王星迷惑了，其實太陽系中最強的風暴就隱藏在這裡，影象中的白色部分其實是海王星大氣層裡極為強烈的風暴系統。根據科學家的測算，海王星上的風速可以達到驚人的每小時2100公里，這是太陽系中的其他行星無法與其相提並論的。

海王星的大致結構如上圖所示，它擁有一個較小的行星核，其質量大約與地球相當，溫度大約為7000攝氏度，關於海王星核心的高溫來源，目前還沒有確切的結論，認同度較高的觀點認為，這是來自於形成海王星的原始物質在互相撞擊時釋放的動能，以及行星核內的放射性元素衰變所產生的能量。

在行星核之外是由水、甲烷、氨以及其他一些具有揮發性的物質所組成的地幔結構，由於這裡的具有高溫高壓的環境，所以這些物質表現為稠密的流體，在此之外就是海王星濃密的大氣層了。

海王星高層大氣主要由氫和氦組成，其頂端溫度低至零下218攝氏度，而隨著高度的降低，大氣的溫度和壓強就會不斷升高，同時大氣內的水、甲烷、氨等揮發性物質的含量也會隨之增加，進而逐漸與海王星的地幔結構混為一體，簡單地講就是，海王星的大氣層與其地幔結構是沒有明顯的分界線的。

我們可以看到，海王星的這種結構會導致其大氣層裡存在著強烈的熱對流現象，所以在海王星的大氣層裡很容易形成強大的風暴。而由於海王星沒有固體表面，這就會造成其大氣層裡的風暴幾乎不會受到任何的阻力，這就意味著，海王星大氣層裡的風暴可以持續地壯大，從而使海王星上也是風暴迭起。

順便講一下，很多人都認為海王星和木星是同一種類型的氣態巨行星，其實這是不正確的。研究表明木星的主要化學成分是氫和氦，而海王星的主要化學成分則是水、甲烷、氨，這就造成了它們的很多物理特徵（如磁場結構、有效溫度、大氣緯向環流等等）都存在著巨大的差異，因此可以說，海王星和木星不應該被歸類為同一種類型的氣態巨行星。

而因為在海王星形成之初，甲烷、水、氨這些物質都是以冰晶的形式存在，所以天文學家們把像海王星這類的行星稱為“冰巨星”，比如說太陽系中的天王星也是冰巨星。