Поради отдалечеността си от Слънцето, Нептун получава много малко слънчева енергия. Повърхностната температура на планетата е −218 °C (55 K). Тя обаче изглежда има вътрешен източник на топлина, за която се смята, че е останала още от акрецията на младата планета и която бавно се разсейва в околното пространство. В атмосферата на Нептун бушуват най-бързите ветрове в Слънчевата система — до 2000 km/h, които вероятно се подхранват от потока топлина от вътрешността на Нептун.
