Con una massa pari a circa 17 volte quella terrestre ed una densità media di 1.64 volte quella dell'acqua, Nettuno è il più piccolo e più denso fra i pianeti giganti del sistema solare. Il suo raggio equatoriale, ponendo lo zero altimetrico alla quota in cui la pressione atmosferica vale 1000 hPa, è di 24764 km.
Mentre il campo magnetico del pianeta ruota attorno all'asse in 16.11 ore, le nubi equatoriali compiono una rotazione in circa 19.2 ore.
