Er wurde im Jahr 1846 aufgrund von Berechnungen aus Bahnstörungen des Uranus durch den französischen Mathematiker Urbain Le Verrier von dem deutschen Astronomen Johann Gottfried Galle entdeckt und zeigt eine Scheibe von 2″.

Der «Small Dark Spot»  ist ein südlicher Zyklonesturm, der im Uhrzeigersinn rotiert. Er war der zweitstärkste Sturm während der Begegnung 1989. Anfangs war er völlig dunkel. Als sich aber Voyager 2 dem Planeten annäherte, entwickelte sich ein heller Kern, der in den meisten hoch auflösenden Bildern zu sehen ist.

Von Juli bis September 1989 entdeckte die Weltraumsonde Voyager 2 sechs Neptunmonde. Auffällig ist der unregelmäßig geformte Proteus mit seiner dunklen, rußähnlichen Erscheinung. Die vier innersten Neptunmonde Naiad, Thalassa, Despina und Galatea haben Umlaufbahnen innerhalb der Neptunringe.

Fünf weitere irreguläre Monde Neptuns wurden 2002 und 2003 entdeckt und 2004 bekannt gegeben. Zwei der neu entdeckten Monde, Psamathe und Neso, haben die größten Umlaufbahnen aller natürlichen Monde im Sonnensystem, die bis jetzt bekannt sind. Sie brauchen 25 Jahre, um Neptun zu umkreisen. Ihre durchschnittliche Distanz zum Neptun ist das 125-fache des Abstandes des Mondes zur Erde.

Im Jahr 2013 wurde durch Beobachtungen des Weltraumteleskops Hubble ein weiterer Mond entdeckt. Er hat einen Durchmesser von knapp 20 Kilometern und umkreist den Planeten in 23 Stunden. Der von Mark Showalter vom SETI-Institut in Mountain View/Kalifornien entdeckte Mond trägt die vorläufige Bezeichnung S/2004 N 1.