Kuu
Ennen Voyager 2: n kohtaamista Neptunuksen ainoat tunnetut kuut olivat Triton, joka löydettiin visuaalisesti kaukoputken kautta vuonna 1846, ja Nereid, löydetty teleskooppivalokuvista yli sata vuotta myöhemmin, vuonna 1949. (Neptunuksen kuut on nimetty kreikkalaisen mytologian lukujen mukaan, jotka yleensä liittyvät Poseidoniin tai veteen.) Halkaisijaltaan lähes maapallon Kuun halkaisijan Triton on ylivoimaisesti Neptunuksen suurin satelliitti – yli kuusi kertaa sen suurin tunnettu sisarus, Proteus, jonka Voyager 2 löysi vuonna 1989. Triton on ainoa aurinkokunnan suuri kuu, joka kulkee planeettaansa taaksepäin. Lisäksi, vaikka aurinkokunnan suurimpien kuiden kiertoradat ovat kallistuneet alle noin 5 ° planeettansa päiväntasaajaan, Tritonin kiertorata on kallistunut yli 157 ° Neptunuksen päiväntasaajalle. Nereidillä, joka pyörii keskimäärin yli 15 kertaa Neptunuksesta kauemmin kuin Triton, on tunnetuimman kuun kiertorata. Suurimmalla etäisyydellään Nereid on lähes seitsemän kertaa niin lähellä Neptunusta kuin pienimmällä etäisyydellään. Jopa lähimmässä lähestymistavassa Nereid on lähes neljä kertaa Tritonin etäisyys.
NASA / JPL
Vuonna 1989 Voyagerin havainnot lisäsivät kuusi aiemmin tuntematonta kuuta Neptunuksen järjestelmään. Kaikki ovat alle puolet Tritonin etäisyydestä Neptuneesta ja ovat säännöllisiä kuita – Toisin sanoen ne kulkevat progressiivisilla, lähes pyöreillä kiertoradoilla, jotka sijaitsevat lähellä Neptunuksen päiväntasaajan tasoa. Vuosina 2002–2003 löydettiin maapohjaisista havainnoista viisi muuta pientä kuuta, joiden arvioitu säde oli noin 15–30 km (9–18 mailia). Nämä ovat epäsäännöllisiä, ja niillä on erittäin epäkeskiset kiertoradat, jotka ovat kallistuneet suurissa kulmissa planeetan päiväntasaajaan nähden; kolme kiertorataa taaksepäin. Niiden keskimääräinen etäisyys Neptuneesta on noin 15–48 miljoonaa km (9 miljoonaa ja 30 miljoonaa mailia), Nereidin kiertoradan ulkopuolella. Vuonna 2013 pieni Hippocamp-kuu, noin 17 km: n (11 mailin) säteellä, löydettiin Hubble-avaruusteleskooppikuvasta. Sen kiertorata seurattiin arkistokuvissa jo vuonna 2004. Se kiertää Larissan ja Proteuksen, kahden Voyagerin löytämän kuun, välillä. Tunnettujen Neptunian-kuiden ominaisuudet on esitetty yhteenvetona taulukossa. Niissä on nimet, kiertorata- ja fyysiset ominaisuudet.
Voyagerin kuudesta löydöksestä kaikki paitsi Proteus kiertävät Neptunusta nopeammin kuin planeetan pyöriminen vie. Siksi Neptunuksen pilvien yläpuolelle sijoitetulle tarkkailijalle nämä viisi näyttävät nousevan lännessä ja asettuvan itään. Voyager havaitsi kahta löytöäänsä, Proteusta ja Larissaa, riittävän tarkasti havaitsemaan sekä niiden koon että likimääräisen muodon. Molemmat rungot ovat muodoltaan epäsäännöllisiä ja niillä näyttää olevan voimakkaasti kraatterattu pinta. Neljän muun koot arvioidaan etäisten kuvien ja niiden kirkkauden yhdistelmästä, perustuen oletukseen, että ne heijastavat suunnilleen yhtä paljon valoa kuin Proteus ja Larissa – noin 7 prosenttia. Proteus, jonka keskimääräinen säde on noin 208 km (129 mailia), on hieman suurempi kuin Nereid, keskimääräinen säde on noin 170 km (106 mailia). Viisi muuta kuuta ovat paljon pienempiä, ja kunkin keskimääräinen säde on alle 100 km (60 mailia).
Voyager ei havainnut Nereidiä lähietäisyydeltä, mutta koettimen tiedot osoittavat, että sillä on lähes pallomainen muoto. Voyager ei havainnut suuria kirkkauden vaihteluita, kun Nereid pyöri. Vaikka avaruusalus ei pystynyt määrittämään pyörimisjaksoa, Kuun erittäin elliptinen kiertorata tekee epätodennäköiseksi, että se pyörii synkronisesti – ts. Että sen kierto ja kiertorajat ovat samat. Tritonin kiertojakso on synkroninen, ja Neptunuksen muiden sisäkuiden pyörimisajat ovat todennäköisesti synkronisia tai melkein niin.
Triton on kooltaan, tiheydeltään ja pintakoostumukseltaan samanlainen kuin kääpiö planeetta Pluto. Sen erittäin kalteva, taaksepäin kiertävä kiertorata viittaa siihen, että se on vangittu esine, joka ehkä muodostui alun perin Pluton tapaan itsenäisenä jäisenä planetesimaalisena ulkoisen aurinkokunnan Kuiper-vyöhykkeellä. Sen alkuperäinen kiertorata olisi ollut erittäin epäkeskinen, mutta vuorovesi-vuorovaikutus Tritonin ja Neptunuksen välillä – jokaisen kehon sykliset muodonmuutokset, jotka aiheutuvat toisen painovoimasta – olisi lopulta muuttanut polkuaan Neptunuksen ympärille ympyräksi. Tritonin sieppaaminen ja kiertoradan kiertäminen olisi vakavasti häirinnyt aiemmin olemassa olevaa kuiden järjestelmää, joka oli muodostunut Neptunuksen mukana protoplaneettalevyn materiaalilevystä. Nereidin radikaali kiertorata voi olla yksi seuraus tästä prosessista (vaikka mahdollisuutta, että myös Nereid on siepattu esine, ei ole suljettu pois).Kuut, jotka olivat kiertoradalla Proteuksen ja Nereidin välillä, olisi poistettu Neptunian järjestelmästä, heitetty itse Neptunukseen tai absorboitunut sulan Tritonin kautta. Jopa lähempänä Neptunusta kiertävät kuut eivät olisi välttäneet häiriöitä. Naiadin nykyiset kiertoradat Proteuksen kautta (katso taulukko) ovat todennäköisesti hyvin erilaisia alkuperäisistä kiertoradoistaan, ja nämä kuut voivat olla vain fragmentteja alkuperäisistä kappaleista, jotka muodostuivat Neptunuksen kanssa. Myöhempi Neptunuksen kiertävän roskan ja planeettojen välisen avaruuden meteoroidien pommitukset ovat saattaneet muuttaa niiden kokoa, muotoa ja kiertoratoja entisestään; esimerkiksi Hippocamp syntyi todennäköisesti vaikutuksesta, joka melkein häiritsi Proteusta.
Neptunuksessa on myös Troijan asteroidipopulaatio, joka miehittää kiertoradallaan vakaat Lagrangian pisteet 60 ° eteenpäin (L4) ja takana (L5). ympäri aurinkoa. Ensimmäinen löydetty Neptune-troijalainen, 2001 QR322, löydettiin vuonna 2001. Vuodesta 2019 lähtien tunnettiin 22 Neptune-troijalaista asteroidia – 19 L4: llä ja 3 L5: llä.