海王星是介于地球和巨行星之间的中等大小的行星：它的质量是地球的17倍 ， 是木星质量的1/18 。因为它的质量较典型类木行星小 ， 而且密度、组成成分、内部结构也与类木行星有显著差别 ， 常和天王星一起被归为类木行星的一个子类：冰巨星 。
海王星的内部结构和天王星相似 ， 行星核是一个质量不超过地球的、由岩石和冰构成的混合体 。海王星地幔的总质量相当于10个至15个地球质量 ， 富含水、氨、甲烷和其他成分 。作为行星学惯例 ， 这种混合物被称为冰 ， 虽然其实是高度压缩的过热流体 。甲烷、氨和水的含量越靠近地表越高 。
海王星有14颗已知的天然卫星 ， 与天王星的卫星一样 ， 也都由冰和岩石组成 。其中最大的 ， 也是唯一拥有足够质量成为球体的海卫一在海王星被发现17天以后就被威廉·拉塞尔发现了 。与其他大型卫星不同 ， 海卫一运行于逆行轨道 ， 说明它是被海王星俘获的 ， 可能曾经是一个柯伊伯带天体 。它与海王星的距离足够近 ， 使它被锁定在同步轨道上 。它将缓慢地经螺旋轨道接近海王星 ， 当它到达洛希极限时将最终被海王星的引力撕开 。

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