按同太陽的平均距離由近及遠排列，海王星列為第八顆行星。它的亮度為7.85等，只有在望遠鏡裡才能看到。由於它是一顆淡藍色的行星，人們根據傳統的行星命名法，稱其為涅普頓 。它是羅馬神話中統治大海的海神，掌管著1/3的宇宙，頗有神通。海王星的天文符號是 ♆ ，是涅普頓手中寒光閃閃的神叉。

就在天王星發現不久，天文學家就注意到天王星的運動有些奇怪，總是偏離天體力學計算的軌道。有人推測天王星軌道之外可能存在一顆行星，它的引力作用使天王星的運動受到干擾，這在天文學上叫做“攝動”。1845年，英國劍橋大學數學系的學生亞當斯算出了這顆攝動行星的軌道和質量，並將結果寄給了皇家天文臺臺長艾裡。由於人輕言微，他的研究成果沒有被重視。

與此同時，法國巴黎天文臺的勒威耶也在研究這一問題，1846年9月18日，勒威耶把他的研究結果寄給柏林天文臺的伽勒。伽勒9月23日接到信後，當晚在勒威耶預言的位置附近找到了這顆新行星，命名為海王星。由於它是由天文計算而發現的行星，所以被稱為“筆尖上的發現”。

海王星繞太陽運轉的軌道半長徑為45億千米， 公轉一週需要165年。從1846年發現到今天，海王星在7年前才走完一個全程。