نبتون هو الكوكب الثامن والأبعد عن الشمس، ويبلغ قطره 49,244 كيلومترًا في المتوسط. وهذا الرقم هو متوسط قطره، أي عرض كرة كاملة الاستدارة لها الحجم نفسه الذي لنبتون. ونبتون عملاق جليدي: معظم كتلته سائل حار كثيف من الماء والميثان والأمونيا يحيط بلب صخري صغير.
ليس لنبتون سطح صلب، ولذلك يُقاس حجمه حتى مستوى في غلافه الجوي. ويعتمد علماء الفلك الارتفاع الذي يبلغ فيه الضغط 1 بار، وهو نحو ضغط الهواء عند مستوى سطح البحر على الأرض.
وبهذا القياس يبلغ عرض نبتون 49,528 كيلومترًا عند خط الاستواء و48,682 كيلومترًا من قطب إلى قطب، فهو مفلطح قليلًا. ودقة معرفة حجمه أقل منها لأي كوكب آخر: فهامش عدم اليقين في متوسط قطره نحو 40 كيلومترًا. ولم تزر نبتون سوى مركبة فضائية واحدة هي فوياجر 2 التابعة لناسا، إذ حلّقت بالقرب منه في 25 أغسطس 1989.
كان نبتون أول كوكب يُكتشف بالحساب لا بالبحث في السماء. فلم يكن أورانوس يتحرك تمامًا كما توقع علماء الفلك، فحدّد عالم الرياضيات الفرنسي أوربان جوزيف لوفيرييه بالحساب الموضع الذي ينبغي أن يوجد فيه كوكب مجهول يجذب أورانوس. وعثر يوهان غوتفريد غال، في مرصد برلين، على نبتون في أول ليلة بحث له، في 23 سبتمبر 1846.
وكان نبتون قد رُصد قبل ذلك دون أن يُعرف على حقيقته. فقد سجّله غاليليو نجمًا في عامي 1612 و1613.
يدور نبتون حول الشمس على متوسط بعد يبلغ نحو 4.5 مليار كيلومتر، أي 30 ضعفًا لبعد الأرض عنها، ويستغرق المدار الواحد نحو 165 سنة أرضية. ويعادل سطوع ضوء الشمس على الأرض نحو 900 ضعف سطوعه على نبتون. وعند مستوى 1 بار تبلغ درجة الحرارة نحو 201 درجة مئوية تحت الصفر.
نبتون هو الكوكب الوحيد الذي لا يمكن رؤيته بالعين المجردة. وهو أيضًا أكثر الكواكب رياحًا: إذ تحمل الرياح سحبًا من الميثان المتجمد بسرعة تزيد على 2,000 كيلومتر في الساعة.