组成成份.氮气是海卫一大气层中最主要的成分，目前也发现有甲烷存在。其他行星及卫星上也存在成份类似的大气层，例如地球及土卫六。
结构.海卫一大气层的结构相当完整并遍佈整个卫星.。海卫一大气层延伸至距离地表800公里的地区，表面的气压只有14微巴，大约是地球大气层的1/70,000。海卫一的表面温度至少高于摄氏−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