作为气体巨星（或冰巨星），海王星没有固体表面。事实上，多年来我们在照片中看到的蓝绿色圆盘实际上是一种错觉。我们看到的实际上是一些非常深的气体云的顶部，这些气体云被水和其他融化的冰所取代，这些冰位于一个由硅酸盐岩石和镍铁混合物组成的地球大小的核心之上。如果一个人试图站在海王星上，他们会下沉穿过气层。
当他们下降时，他们会经历温度和压力的增加，直到他们最终着陆在固体核心本身。也就是说，海王星确实有某种表面（就像其他气体和冰巨星一样），天文学家将其定义为大气中压力达到一巴的点。正因为如此，海王星的表面是整个太阳系中最活跃和最活跃的地方之一。
组成和结构
海王星的平均半径为24622±19公里，是太阳系中第四大行星。但它的质量是1.0243 × 1026千克，大约是地球的17倍，是第三大质量天体，超过天王星。由于其体积较小，挥发物相对于木星和土星的浓度较高，海王星（很像天王星）经常被称为“冰巨星”——巨行星的一个子类。
和天王星一样，大气甲烷对红光的吸收是海王星蓝色色调的部分原因，尽管海王星的颜色更暗、更生动。由于海王星大气中的甲烷含量与天王星相似，一些未知的大气成分被认为是海王星更强烈的颜色的原因。
和天王星一样，海王星的内部结构是由硅酸盐和金属组成的岩石核心;由水、氨和甲烷冰组成的地幔;以及由氢、氦和甲烷组成的大气层。它的大气层也分为四层，由（从最内层到最外层）对流层下层、平流层、热层和外逸层组成。
海王星大气的两个主要区域是最里面的两个：对流层下层，那里的温度随着海拔的升高而降低;还有平流层，那里的温度随海拔升高而升高。在对流层内，气压等级从一到五巴（100和500千帕），因此海王星表面被定义为在这个区域内。
因此，海王星的表面可以说是由大约80%的氢和19%的氦组成，还有少量的甲烷。由于海拔高度和气压的不同，表层也渗透着由不同组成的云带。在上层，温度适宜甲烷凝结，压力条件适宜，可以存在由氨、硫化铵、硫化氢和水组成的云。
在较低处，氨和硫化氢的云被认为形成了。在对流层的较低区域也应该发现更深的水冰云，那里的压力约为50巴（5.0 MPa）和温度为273 K（0°C）是常见的。
由于一些尚不清楚的原因，这颗行星的热层经历了约750 K（476.85°C/890°F）的异常高温。这颗行星离太阳太远，紫外线辐射不可能产生这种热量，这意味着涉及到另一种加热机制——可能是大气层与行星磁场中的离子的相互作用，或者是来自行星内部的引力波在大气中消散。
因为海王星不是固体，它的大气层会经历不同的旋转。广阔的赤道带的自转周期约为18小时，比地球磁场16.1小时的自转周期要慢。相反，在两极地区，旋转周期为12小时，情况正好相反。
