Neptun swoje odkrycie zawdzięcza matematykom. Kiedy Uran został już odkryty, astronomowie zdali sobie sprawę, że planeta zbacza lekko ze swej trasy na skutek działania sił grawitacji być może innej, bardziej oddalonej planety. Dwaj matematycy, John Couch Adams w Anglii i Urbain Leverrier we Francji, niezależnie od siebie obliczyli, gdzie mogłaby znajdować się nieznan planeta. W 1846 roku została znaleziona dokładnie w przewidywanym miejscu przez Johanna Gallea w Berlinie. Póżniej astronomowie wykryli dwa księżyce Neptuna. Jeden był wyrażnie nietypowy - wielki księżyc obiegający planetę w kierunku przeciwnym do jej ruchu obrotowego. Poza tym o Neptunie nie wiedziano nic więcej. Znajdował się zbyt daleko, by można było dostrzec jakiejś cechy charakterystycznej planety. Astronomowie byli niepewni, czy ma pierścień. Dopiero w 1989 roku dotarł doń Voyager 2. Neptun, podobnie jak Uran, ma małe skaliste jądro, pokryte warstwą wody i lodu. Atmosfera składa się przede wszystkim z wodoru, małej ilości helu i metanu.