海卫1可是一个不小的卫星，它不但比我们的月亮大，而且比冥王星还大，就是水星比它也大不了多少。海卫1在离海王星354000千米的圆形轨道上沿顺时针方向绕海王星旋转，它的自转与公转是同步的，因此它也和月球一样总是以同一半球面朝着海王星。海卫1的质量是3.4±2×10^26克，是太阳系中质量最大的1颗卫星，在它的表面上可能存在着大气。
1949年美国的柯伊伯发现了海卫2，这是一个较小的卫星，它的半径约为120千米，质量至今尚未测出。海卫2在椭圆形轨道上绕海王星运行，它距海王星的平均距离是551万千米。它是顺行卫星，其轨道面和海王星的赤道面交角27.6°。海卫2的椭圆轨道很扁，偏心率约为0.75，在太阳系所有卫星中其轨道是最扁的一个。
海王星的两颗卫星很不相同，它们一近一远、一大一小、一逆行一顺行、一个轨道圆一个轨道扁。这在行星的卫星系中是十分特殊的，也是很引人注意的。海卫1是1颗14等星，海卫2是1颗19等星，它们都必须用大口径的天文望远镜才能看见。
1981年5月24日，美国的科学工作者在观测海王星掩星时，发现在海王星附近有1个小天体，它距海王星很近，所以人们认为它是海王星的第3颗卫星。从掩星的时间看，这颗新卫星的直径大约为100千米，星等为16～20等。
1977年发现了天王星的光环，1979年又发现了木星也有光环，那么海王星是不是也有光环呢?这个问题一直在吸引着人们。发现行星是否有光环最有效的方法是行星际探测器，1979年木星光环就是美国发射的“旅行者1号”探测器发现的。可是现在尚没有探测器飞往海王星，因此人们自然通过天王星光环发现的历史，想到观测海王星掩恒星来发现海王星的光环。
1980年8月21日观测海王星掩恒星时，澳大利亚的斯特隆洛山天文台的观测结果表明在距海王星1.5倍半径处有一个光环。1981年5月10日和5月24日发生了两次海王星的掩星事件，科学家们组织了较大规模的观测。但是观测并不成功，在5月24日的观测中恰好于距海王星为1.5海王星半径处有一减光，这与澳大利亚在第一次观测中的结果相近。但是这个减光时间短促，是不是由光环引起的还有待于今后的观测来证实。
美国科学家爱德华·吉南在重新检查了1968年新西兰一个天文台观测海王星掩恒星的资料后，对海王星光环有了新发现。他在1982年6月召开的美国天文学会上宣布了这个新发现。他们认为在非常靠近海王星的地方有两个光环，它们位于海王星云层上端2900千米和6750千米的地方。两个光环的宽度都在1930千米左右，它们是由冰块和碎石构成的。
