Luni
Înainte de întâlnirea Voyager 2, singurele luni ale lui Neptun erau Triton, descoperite vizual printr-un telescop în 1846 și Nereida, descoperită în fotografiile telescopice mai mult de un secol mai târziu, în 1949. (Lunile lui Neptun sunt numite după figuri din mitologia greacă, de obicei legate de Poseidon sau de apă.) Cu un diametru aproape cel al Lunii Pământului, Triton este, de departe, Neptun cel mai mare satelit – de peste șase ori mai mare decât cel mai mare frate cunoscut al său, Proteus, descoperit de Voyager 2 în 1989. Triton este singura lună mare a sistemului solar care călătorește în jurul planetei sale în mod retrograd. Mai mult, în timp ce orbitele celor mai mari luni din sistemul solar sunt înclinate mai puțin de aproximativ 5 ° spre ecuatorul planetei lor, orbita lui Triton este înclinată cu mai mult de 157 ° spre ecuatorul lui Neptun. Nereida, care se învârte în medie de mai mult de 15 ori mai departe de Neptun decât Triton, are cea mai excentrică orbită din orice lună cunoscută. La cea mai mare distanță, Nereida este de aproape șapte ori mai departe de Neptun decât la cea mai mică distanță. Chiar și la cea mai apropiată abordare, Nereid este de aproape patru ori distanța cu Triton.
NASA / JPL
În 1989, observațiile Voyager au adăugat șase luni anterior necunoscute la sistemul lui Neptun. Toate sunt la mai puțin de jumătate din distanța lui Triton de Neptun și sunt luni regulate – adică, ei călătoresc pe orbite prograde, aproape circulare, care se află în apropierea planului ecuatorial al lui Neptun. În 2002-2003, au fost descoperite încă cinci lune minuscule, estimate pe o rază de aproximativ 15-30 km (9-18 mile), în observațiile de pe Pământ. Acestea sunt neregulate, având orbite extrem de excentrice care sunt înclinate în unghiuri mari față de ecuatorul planetei; trei orbite în direcție retrogradă. Distanțele lor medii de Neptun se situează între 15 și 48 de milioane de km (9 milioane și 30 de milioane de mile), mult în afara orbitei lui Nereid. În 2013, o lună mică, Hippocamp, cu o rază de aproximativ 17 km, a fost descoperită într-o imagine a telescopului spațial Hubble. Orbita sa a fost urmărită în imagini de arhivă încă din 2004. Orbitează între Larissa și Proteus, două luni descoperite de Voyager. Proprietățile lunilor Neptuniene cunoscute sunt rezumate în tabel, cu nume și caracteristici orbitale și fizice.
Din cele șase descoperiri ale Voyager, toate, în afară de Proteus, orbitează Neptun în mai puțin timp decât este nevoie ca planeta să se rotească. Prin urmare, pentru un observator poziționat lângă vârful norilor lui Neptun, acești cinci ar părea să se ridice în vest și să se așeze în est. Voyager a observat două dintre descoperirile sale, Proteus și Larissa, suficient de aproape pentru a le detecta atât dimensiunea, cât și forma aproximativă. Ambele corpuri au o formă neregulată și par să aibă suprafețe puternic craterate. Dimensiunile celorlalte patru sunt estimate dintr-o combinație de imagini îndepărtate și strălucirea lor, pe baza presupunerii că reflectă la fel de multă lumină ca Proteus și Larissa – aproximativ 7%. Proteus, cu o rază medie de aproximativ 208 km (129 mile), este puțin mai mare decât Nereida, cu o rază medie de aproximativ 170 km (106 mile). Celelalte cinci luni sunt mult mai mici, fiecare având o rază medie mai mică de 100 km (60 mile).
Voyager nu a observat Nereida la distanță mică, dar datele din sondă indică faptul că are o formă sferică. Voyager nu a detectat variații mari ale luminozității pe măsură ce Nereida se rotea. Deși nava nu a putut determina o perioadă de rotație, orbita extrem de eliptică a lunii face puțin probabil ca aceasta să se afle în rotație sincronă – de exemplu, că perioadele sale de rotație și orbitală sunt egale. Perioada de rotație a lui Triton este sincronă, iar cele ale celorlalte luni interioare ale lui Neptun sunt probabil sincrone sau aproape aproape.
Triton este similar ca dimensiune, densitate și compoziție de suprafață cu planeta pitică Pluton. Orbita sa extrem de înclinată, retrogradă, sugerează că este un obiect capturat, care poate s-a format inițial, ca Pluto, ca un planetesimal de gheață independent în centura Kuiper a sistemului solar exterior. Orbita sa originală ar fi fost extrem de excentrică, dar interacțiunile de maree dintre Triton și Neptun – deformări ciclice în fiecare corp cauzate de atracția gravitațională a celuilalt – în cele din urmă și-ar fi remodelat drumul în jurul lui Neptun într-un cerc. Procesul de captare și circularizare a orbitei de către Triton ar fi perturbat grav orice sistem de luni existent anterior care s-a format împreună cu Neptun dintr-un disc de material protoplanetar. Orbita radicală a lui Nereid poate fi o consecință a acestui proces (deși nu a fost exclusă posibilitatea ca și Nereid să fie un obiect capturat).Lunile care se aflau pe orbită între Proteu și Nereidă ar fi fost scoase din sistemul Neptunian, aruncate în Neptun în sine sau absorbite de Tritonul topit. Chiar și acele luni care orbitează mai aproape de Neptun nu ar fi scăpat de o întrerupere. Orbitele actuale ale Naiadei prin Proteus (vezi tabelul) sunt probabil foarte diferite de orbitele lor originale, iar aceste luni pot fi doar fragmente ale corpurilor originale care s-au format cu Neptun. Bombardamentul ulterior de resturi care orbitează Neptun și de meteoroizi din spațiul interplanetar ar fi putut să-și fi modificat în continuare dimensiunile, formele și orbitele; de exemplu, Hippocamp s-a format probabil dintr-un impact care aproape a perturbat Proteus.
Neptun are, de asemenea, o populație de asteroizi troieni, care ocupă punctele lagrangiene stabile cu 60 ° înainte (L4) și în spate (L5) pe orbita sa în jurul Soarelui. Primul troian Neptun descoperit, 2001 QR322, a fost găsit în 2001. Începând din 2019, erau cunoscuți 22 de asteroizi troieni Neptun – 19 la L4 și 3 la L5.