勒维耶环外侧的暗淡圆环被命名为拉塞尔；再往外是距中心千米的Arago环。 2005年新发表的在地球上观察的结果表明，海王星的环比原先以为的更不稳定。凯克天文台在2002年和2003年拍摄的图像显示，与“旅行者2号”拍摄时相比，海王星环发生了显着的退化，特别是“自由弧”，也许在一个世纪左右就会消失。
海王星有14颗已知的天然卫星。海卫一是仅有的一颗大型卫星，被威廉·拉塞尔发现于发现海王星17天后，与其他大型卫星不同，海卫一运行于逆行轨道，说明它是被海王星俘获的，大概曾经是一个柯伊伯带天体。它与海王星的距离足够近使它被锁定在同步轨道上，它将缓慢地经螺旋轨道接近海王星，当它到达洛希极限时最终将被海王星的引力撕开。海卫一是太阳系中被测量的最冷的天体，温度为-235℃。海王星第二个已知卫星是形状不规则的海卫二，它的轨道是太阳系中离心率最大的卫星轨道之一。从1989年7月到9月，“旅行者2号”发现了六个新的海王星卫星。其中形状不规则的海卫八以拥有在其密度下不会被它自身的引力变成球体的最大体积而出名。尽管它是质量第二大的海王星卫星，它只是海卫一质量的1/400。最靠近海王星的四个卫星，海卫三、海卫四、海卫五和海卫六，轨道在海王星的环之内。第二靠外的海卫七在1981年它掩星的时候被观察到。起初掩星的原因被归结为行星环上的弧，但据1989年“旅行者2号”的观察，才发现是由卫星造成的。2004年宣布了在2002年和2003之间发现的五个新的形状不规则卫星。由于海王星得名于罗马神话的海神，它的卫星都以低等的海神命名。SETI协会研究员马克·肖华特2013年发现了围绕海王星的一颗新卫星，编号为海王星卫星S/2004N1，直径约为19千米，距地球约48亿千米。
冰质巨行星海王星和天王星的形成，已经证明很难精确模拟。模型表明，太阳系外部区域的物质密度太低，无法用传统的核心吸积方法来解释如此大的天体的形成，因而人们提出了各种假说来解释它们的形成。一种说法是，冰巨星不是由核心吸积形成的，而是由原行星盘内的不稳定性形成的，后来它们的大气层被附近一颗大质量OB型星的辐射炸飞了，其中一部分形成了天王星和海王星。
另一个假说是，它们在离太阳更近的地方形成，那里的物质密度更高，然后在移除气态原行星圆盘之后迁移到它们当前的轨道上。这种形成后迁移的假设是有利的，因为它能够更好地解释在跨海王星区域观察到的小型天体的构成比例。最为广泛接受的对这个假设细节的解释被称为尼斯模型，它探索了迁移的海王星和其他巨行星对柯伊伯带结构的影响。右图是一个显示外行星和柯伊伯带的模拟：在木星和土星达到2:1共振之前；在海王星轨道移动后柯伊伯带物体向内散射后；在木星射出散射的柯伊伯带天体之后。
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