摄氏−237.6度（35.6K），因为天文学家发现表面的氮冰处于比较温暖的环境下才会出现的六角形结晶状。而温度上限则会低于40K，这是根据海卫一大气层的氮气处于压力平衡之下所推算的结果。海卫一表面的扰动则会产生高达8公里的对流层，但是海卫一大气层并没有平流层。海卫一大气层的温度随高度上升而递减，对流顶层的温度约为36K。海拔更高的地区则依序分成热成层、电离层及逸散层。逸散层的温度约为75K。
天气.氮粒子在海卫一表面几公里高的地方形成云，而天文学家也发现雾的存在。这些雾被认为主要是