Neptun er svært lik Uranus i atmosfære og kjemisk sammensetning – begge består hovedsakelig av hydrogen, helium og metan. Neptun tar imot mindre enn halvparten så mye sollys som Uranus. Varmen som stammer fra dens indre gjør likevel at Neptun er noe varmere enn Uranus. Neptun ligger lengre unna solen enn Uranus, men har likevel en mye livligere atmosfære. Vindene kan komme opp i  kilometer i timen, som er den høyeste vindhastigheten i solsystemet. Den «store mørke flekken» på Neptun hadde en diameter på omtrent  kilometer da den ble oppdaget i 1989. I 1994 var den forsvunnet, men er erstattet av en ny flekk på den nordlige halvkule. Flekkene ligner veldig på Jupiters store røde flekk.