Måner
Før Voyager 2s møte var Neptuns eneste kjente måner Triton, oppdaget visuelt gjennom et teleskop i 1846, og Nereid, oppdaget på teleskopiske fotografier mer enn et århundre senere, i 1949. (Neptuns måner er oppkalt etter figurer i gresk mytologi, vanligvis forbundet med Poseidon eller med vann.) Med en diameter på nesten den som Jordens måne, er Triton langt på vei Neptuns største satellitt — mer enn seks ganger størrelsen på sitt største kjente søsken, Proteus, oppdaget av Voyager 2 i 1989. Triton er den eneste store månen i solsystemet som beveger seg rundt planeten sin på en retrograd måte. Dessuten, mens banene til de største månene i solsystemet er tilbøyelig mindre enn omtrent 5 ° til planetens ekvator, blir Tritons bane vippet mer enn 157 ° til Neptuns ekvator. Nereid, som i snitt dreier seg mer enn 15 ganger lenger fra Neptun enn Triton, har den mest eksentriske bane av noen kjent måne. På den største avstanden er Nereid nesten syv ganger så langt fra Neptun som på den minste avstanden. Selv ved sin nærmeste tilnærming er Nereid nesten fire ganger avstanden til Triton.
NASA / JPL
I 1989 la Voyagers observasjoner til seks tidligere ukjente måner i Neptuns system. Alle er mindre enn halvparten av Tritons avstand fra Neptun og er vanlige måner – dvs. de beveger seg i prograde, nesten sirkulære baner som ligger nær Neptuns ekvatoriale plan. I 2002–03 ble ytterligere fem små måner, anslått til å være omtrent 15–30 km (9–18 miles) i radius, oppdaget i jordbaserte observasjoner. Disse er uregelmessige, og har svært eksentriske baner som er skråstilt i store vinkler til planetens ekvator, tre kretser i retningsretningen. Deres gjennomsnittlige avstander fra Neptun ligger omtrent mellom 15 millioner og 48 millioner km (9 millioner og 30 millioner miles), godt utenfor banen til Nereid. I 2013 ble en liten måne, Hippocamp, omtrent 17 km (11 miles) i radius, oppdaget i et Hubble-romteleskopbilde. Banen ble sporet i arkivbilder så langt tilbake som i 2004. Den kretser mellom Larissa og Proteus, to måner oppdaget av Voyager. Egenskapene til de kjente Neptunian-månene er oppsummert i tabellen, med navn og bane- og fysiske egenskaper.
Av Voyagers seks funn, bortsett fra Proteus, kretser Neptun på kortere tid enn det tar planeten å rotere. For en observatør plassert i nærheten av Neptuns skyetopper, ser disse fem ut til å stige i vest og sette seg i øst. Voyager observerte to av funnene sine, Proteus og Larissa, nøye nok til å oppdage både størrelse og tilnærmet form. Begge kroppene er uregelmessige i form og ser ut til å ha tungt kraterflater. Størrelsene på de andre fire er estimert fra en kombinasjon av fjerne bilder og deres lysstyrke, basert på antagelsen om at de reflekterer omtrent like mye lys som Proteus og Larissa – omtrent 7 prosent. Proteus, med en gjennomsnittlig radius på ca 208 km (129 miles), er litt større enn Nereid, med en gjennomsnittlig radius på ca 170 km (106 miles). De andre fem månene er mye mindre, hver med en middelradius på mindre enn 100 km.
Voyager observerte ikke Nereid på nært hold, men data fra sonden indikerer at den har nesten sfærisk form. Voyager oppdaget ingen store variasjoner i lysstyrke da Nereid roterte. Selv om romfartøyet ikke var i stand til å bestemme en rotasjonsperiode, gjør månens svært elliptiske bane det usannsynlig at den er i synkron rotasjon – det vil si at dens rotasjon og omløpstid er like. Rotasjonsperioden til Triton er synkron, og de av Neptuns andre indre måner er sannsynligvis synkron eller veldig nær.
Triton har samme størrelse, tetthet og overflatesammensetning som dvergplaneten Pluto. Dens svært tilbøyelige, tilbaketrukne bane antyder at det er et fanget objekt, som kanskje opprinnelig, som Pluto, dannet som et uavhengig isete planetesimal i det ytre solsystemets Kuiper-belte. Dens opprinnelige bane ville ha vært svært eksentrisk, men tidevannsinteraksjoner mellom Triton og Neptun – sykliske deformasjoner i hver kropp forårsaket av gravitasjonsattraksjonen til den andre – ville til slutt ha omformet veien rundt Neptun i en sirkel. Prosessen med Tritons fangst og sirkularisering av bane ville ha forstyrret ethvert tidligere eksisterende månesystem som hadde dannet seg sammen med Neptun fra en plate av protoplanetært materiale. Nereids radikale bane kan være en konsekvens av denne prosessen (selv om muligheten for at også Nereid er et fanget objekt, ikke er utelukket).Måner som var i bane mellom Proteus og Nereid, ville ha blitt kastet ut fra det Neptuniske systemet, kastet i Neptun selv eller blitt absorbert av det smeltede Triton. Selv de månene som kretser nærmere Neptun, ville ikke ha rømt noen forstyrrelser. De nåværende banene til Naiad gjennom Proteus (se tabell) er sannsynligvis veldig forskjellige fra deres opprinnelige baner, og disse månene kan bare være fragmenter av de opprinnelige kroppene som dannet seg med Neptun. Påfølgende bombardement av Neptun-kretsende rusk og av meteoroider fra det interplanetære rommet kan ha endret størrelser, former og baner ytterligere; for eksempel, Hippocamp sannsynligvis dannet av en støt som nesten forstyrret Proteus.
Neptun har også en befolkning av trojanske asteroider, som okkuperer den stabile Lagrangian-punktet 60 ° foran (L4) og bak (L5) i sin bane rundt solen. Den første Neptun Trojan som ble oppdaget, 2001 QR322, ble funnet i 2001. Fra og med 2019 var 22 Neptun trojanske asteroider kjent — 19 ved L4 og 3 ved L5.