海王星的大气层可以细分为两个主要的区域:低层的对流层,该处的温度随高度降低;和平流层,该处的温度随着高度增加。两层之间的边界,对流层出现在气压为0.1巴 (10kPa,1巴=0.1MPa=100kPa,约等于地球上1个标准大气压)处。平流层在气压低于10至 10微巴 (1-10Pa) 处成为热成层,热成层逐渐过渡为散逸层。模型表明海王星对流层的云带取决于不同海拔高度的成分。高海拔的云出现在气压低于1帕之处,该处的温度使甲烷可以凝结。压力在1巴至5巴 (100kPa至500kPa),被认为氨和硫化氢的云可以形成。压力在5帕以上,云可能包含氨、硫化氨、硫化氢和水。更深处的水冰云可以在压力大约为50巴 (5MPa)处被发现,该处的温度达到0 °C。在下面,可能会发现氨和硫化氢的云。