海王星是如何发现的呢？人们在对天王星的研究中发现：天王星的轨道与其他行星有所不同。其他行星的轨道与人们计算的轨道甚相符合，但天王星却总是偏离计算的轨道。于是有人提出在天王星外面可能还有一颗大行星。在1841－1846 年间英国的亚当斯和法国的勒维耶几乎是同时算出这颗新星的位置。
亚当斯在英国剑桥圣约翰学院读书时，对天王星的运动就发生了兴趣，并努力寻找引起天王星行动失常的新行星。1845 年他终于算出这颗神秘行星的质量、轨道以及在天空中的位置。他把自己的计算结果寄给了英国格林威治天文台台长。遗憾的是，这位台长是个迷信“权威”的人，把亚当斯的研究成果放进了抽屉里面。
几乎在这同时，1846 年法国的勒维耶也整理出他的计算结果，并预告了这颗未知行星的位置。柏林天文台一位名叫 加勒的研究者按照勒维耶的预告，在星空中发现了这颗太阳系中的第八颗行星——海王星。
海王星的发现，轰动了当整个科学界，它是第一个由理论计算来确定其位置的行星。
海王星的大小和天王星差不多，它们好像是两个孪生兄弟，因为它离我们更远，在大望远镜里仅呈淡绿色的小圆斑。海王星的赤道直径与天王星相当，为49500 公里，为地球的3.4 倍。海王星的质量约为地球的17 倍，它的平均密度是水密度的1.6 倍。海王星的轨道与太阳的平均距离为45 亿公里。它的公转周期为165 年，自转周期为15小时48 分左右。海王星距离太阳是如此遥远，因此在海王星上所见到的太阳比在地球上所见的要小30 倍，在那里，太阳只是一颗用肉眼刚可以看到的星星。
海王星也是一颗气质性的行星，它的表面温度为一210℃。海王星的大气层主要由甲烷组成，没有发现氨的踪迹。
海王星的卫星只有2 颗。其中海卫一很大，直径大约4900 公里，是太阳系中比较大的一颗卫星，其表面上空有稀薄的大气。另外一颗卫星的轨道偏心率很高。