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海王星於1846年才被發現,其大氣中的甲烷會吸收紅光而使得外觀略呈藍色。目前已知有14顆衛星,其中最大的一顆衛星:海衛一是太陽系第七大衛星,比月球小,但比冥王星大,亮度和冥王星相近。臺北天文館於9月10日拍攝的海王星影像中即清楚呈現海衛一。海王星是目前最少被探測的行星,只有航海家二號曾在1989年飛掠時拍攝了一些照片,可說是太陽系中最神秘的一顆行星。
此外,海王星也是天文學史上第一個透過「力學計算」找到的新天體,由於19世紀天文學家觀測天王星的位置與預期偏差很大,認為在外側有天體的重力影響天王星的軌道,因此英國數學家亞當斯和法國天文學家勒維耶分別計算新天體的軌道與可能位置,最後由柏林天文臺於1846年9月23日發現海王星。也有歷史學家檢視伽利略的紀錄後認為,伽利略應該在1612年12月28日就曾首度觀測並描繪出海王星位置,且在1613年1月27日再次觀測到,只可惜伽利略的望遠鏡不夠清晰,所以誤認為是恆星。