Måner
Før Voyager 2s møde var Neptuns eneste kendte måner Triton, opdaget visuelt gennem et teleskop i 1846, og Nereid, opdaget på teleskopiske fotografier mere end et århundrede senere, i 1949. (Neptuns måner er opkaldt efter figurer i græsk mytologi, der normalt er forbundet med Poseidon eller med vand.) Med en diameter næsten på Jordens måne er Triton langt fra Neptuns største satellit — mere end seks gange størrelsen af dets største kendte søskende, Proteus, der blev opdaget af Voyager 2 i 1989. Triton er den eneste store måne i solsystemet, der bevæger sig rundt på sin planet på retrograd måde. Derudover, mens kredsløbene til de største måner i solsystemet er skråt mindre end ca. 5 ° til deres planetens ækvator, vippes Tritons bane mere end 157 ° til Neptuns ækvator. Nereid, der i gennemsnit drejer sig mere end 15 gange længere fra Neptun end Triton, har den mest excentriske bane af nogen kendt måne. På sin største afstand er Nereid næsten syv gange så langt fra Neptun som på den mindste afstand. Selv ved den nærmeste tilgang er Nereid næsten fire gange Tritons afstand.
NASA / JPL
I 1989 tilføjede Voyagers observationer seks tidligere ukendte måner til Neptuns system. Alle er mindre end halvdelen af Tritons afstand fra Neptun og er regelmæssige måner – dvs. de bevæger sig i prograde, næsten cirkulære baner, der ligger nær Neptuns ækvatoriale plan. I 2002-2003 blev yderligere fem små måner, anslået til at være ca. 15-30 km (9-18 miles) i radius, opdaget i jordbaserede observationer Disse er uregelmæssige med meget excentriske baner, der er skråtstillede i store vinkler til planetens ækvator; tre kredser i retningsretningen. Deres gennemsnitlige afstande fra Neptun ligger omtrent mellem 15 millioner og 48 millioner km (9 millioner og 30 millioner miles), langt uden for Nereids kredsløb. I 2013 blev en lille måne, Hippocamp, omkring 17 km (11 miles) i radius, opdaget i et Hubble-rumteleskopbillede. Dens bane blev sporet i arkivbilleder helt tilbage i 2004. Det kredser mellem Larissa og Proteus, to måner opdaget af Voyager. Egenskaber for de kendte neptuniske måner er opsummeret i tabellen med navne og orbitale og fysiske egenskaber.
Af Voyagers seks opdagelser kredser alle undtagen Proteus Neptun på kortere tid, end det tager planeten at rotere. Derfor ser disse fem ud til at stige i vest og sætte sig i øst for en observatør placeret nær Neptuns skyetoppe. Voyager observerede to af sine opdagelser, Proteus og Larissa, tæt nok til at opdage både deres størrelse og omtrentlige form. Begge kroppe er uregelmæssige i form og ser ud til at have stærkt kratererede overflader. Størrelserne på de andre fire estimeres ud fra en kombination af fjerne billeder og deres lysstyrke, baseret på den antagelse, at de reflekterer omtrent lige så meget lys som Proteus og Larissa – cirka 7 procent. Proteus, med en gennemsnitlig radius på ca. 208 km (129 miles), er lidt større end Nereid med en gennemsnitlig radius på ca. 170 km (106 miles). De andre fem måner er meget mindre, hver med en middelradius på mindre end 100 km.
Voyager observerede ikke Nereid på tæt afstand, men data fra sonden indikerer, at den har en næsten sfærisk form. Voyager registrerede ingen store variationer i lysstyrke, da Nereid roterede. Selvom rumfartøjet ikke var i stand til at bestemme en rotationsperiode, gør månens stærkt elliptiske bane det usandsynligt, at det er i synkron rotation – dvs. at dets rotation og kredsløbets perioder er ens. Rotationsperioden for Triton er synkron, og de af Neptuns andre indre måner er sandsynligvis synkron eller næsten næsten så.
Triton har samme størrelse, densitet og overfladesammensætning som dværgplaneten Pluto. Dens stærkt tilbøjelige, tilbagegående bane antyder, at det er et fanget objekt, der måske oprindeligt blev dannet som Pluto som en uafhængig iskold planetesimal i det ydre solsystems Kuiper-bælte. Dens oprindelige bane ville have været meget excentrisk, men tidevandsinteraktioner mellem Triton og Neptun – cykliske deformationer i hver krop forårsaget af den andres tyngdekraft – ville til sidst have omformet sin vej rundt Neptun i en cirkel. Processen med Tritons fangst og cirkularisering af dens bane ville have forstyrret ethvert tidligere eksisterende system af måner, der var dannet sammen med Neptun fra en disk af protoplanetært materiale. Nereids radikale bane kan være en konsekvens af denne proces (selvom muligheden for, at også Nereid er et fanget objekt, ikke er udelukket).Måner, der var i kredsløb mellem Proteus og Nereid, ville være blevet kastet ud fra det Neptuniske system, kastet i Neptun selv eller absorberet af det smeltede Triton. Selv de måner, der kredser tættere på Neptun, ville ikke have undgået nogle forstyrrelser. De nuværende baner af Naiad gennem Proteus (se tabel) er sandsynligvis meget forskellige fra deres oprindelige baner, og disse måner kan kun være fragmenter af de oprindelige kroppe, der dannede sig med Neptun. Efterfølgende bombardementer med Neptun-kredsende snavs og af meteoroider fra det interplanetariske rum kan have ændret deres størrelse, former og baner yderligere; for eksempel er Hippocamp sandsynligvis dannet af en påvirkning, der næsten forstyrrede Proteus.
Neptun har også en befolkning af trojanske asteroider, der besætter den stabile Lagrangian-retning 60 ° foran (L4) og bag (L5) i sin bane omkring solen. Den første Neptune Trojan, der blev opdaget, 2001 QR322, blev fundet i 2001. Fra og med 2019 var 22 Neptun Trojan-asteroider kendt — 19 ved L4 og 3 ved L5.