是微量的一氧化硫和氰化氢的来源。海王星的平流层因为碳氢化合物的浓度较高，也比天王星的温暖。这颗行星的热成层有着大约750K的异常高温，其原因至今还不清楚。要从太阳来的紫外线辐射获得热量，对这颗行星来说与太阳的距离是太遥远了。一个候选的加热机制是行星的磁场与离子的交互作用；另一个候选者是来自内部的重力波在大气层中的消耗。热成层包含可以察觉到的二氧化碳和水，其来源可能来自外部，例如流星体和尘埃。
磁层.海王星有着与天王星类似的磁层，它的磁场相对自转轴有着高达47°的倾斜，并且偏离核