Niespokojna atmosfera
Naukowcy uważają, że formy, opasujące Neptuna są związane ze składem chemicznym chmur planety.Prawdopodobnie, chmury składają się z metanu i poruszają się bardzo szybko wokół planety. Ruch wiatru na Neptunie jest niepodobny do czegokolwiek innego, co znamy. Mamy do czynienia z gigantycznym systemem burz, tak wielkich, że przerastają wszystko, co możemy spotkać na Ziemi.
W roku 1989 sonda wykonała fotografię, która zaszkowala naukowców. Na południowej półkuli Neptuna miała miejsce olbrzymia burza, nazwana wielką, ciemną plamą. Miała szerokość około 13 tyś. km, to wystarczająco dużo, by w jej centrum mogła się zmieścić nasza Ziemia i przypominała wielką czerwoną plamę Jowisza. Wielka, czerwona plama jest wirem wysokiego ciśnienia, które jest zasilane wieloma mniejszymi burzami i to one podtrzymują jej istnienie; inaczej rozpadłaby się i zniknęła. W przypadku wielkiej, ciemnej plamy mamy raczej do czynienia z niestabilnością atmosfery, która kołysze się w różne strony i jest spowodowana przepływami w tej bardzo niespokojnej atmosferze. Wielka, ciemna plama nie była jedyną niespodzianką, na jaką natrafili naukowcy.
Neptun
Neptun otrzymuje 1/900 energii słonecznej, jaką otrzymuje Ziemia.Energia taka jest zupełnie niewystarczająca, by zasilić potężne wiatry Neptuna. Naukowcy uważają, że Neptun otrzymuje dodatkową energię ze swojego własnego wnętrza.
Pomiary, wykonane przez sondy kosmiczne ukazują, iż Neptun wypromieniowuje dwa razy tyle ciepła, ile otrzymuje ze Słońca i jest to najwyższa proporcja pomiędzy cieplę otrzymywanym, a wypromieniowywanym, z jaką mamy do czynienia ze wszystkich planet układu słonecznego. Wewnętrzne ciepło Neptuna pochodzi z wewnętrznego rozpadu materiałów, znajdujących się wewnątrz oraz z innych procesów chemicznych, które tam zachodzą; w wyniku czego z wnętrza planety wydzielają się duże ilości ciepła. Jednak dlaczego wnętrze Neptuna generuje tak duże ilości ciepła, nadal zostaje tajemnicą. Niektórzy spekulują, że planeta jest wciąż w fazie tworzenia się i opadające gazy, ściskane przez grawitację uwalniają ciepło. To wewnętrzne źródło ciepła może także wyjaśnić unoszenie się gazów w atmosferze Neptuna. Można wyróżnić szerokości, przyglądając się jaśniejszym i ciemniejszym pasom, utworzonym z chmur.
Szalejące burze
W zaledwie 5 lat po odkryciu wielkiej ciemnej plamy, naukowcy dokonali kolejnego odkrycia.Teleskop Habbla, skierowany w kierunku Neptuna odkrył, że największa burza na planecie zniknęła. Nie oznacza to wcale końca gigantycznych burz na powierzchni Neptuna.
Astronomowie, za pomocą teleskopów zaobserwowali pojawienie się nowej, ciemnej plamy, lecz tym razem na północnej półkuli planety. Wydaje się, że na Neptunie system burz manifestuje się wielkimi plamami, a plamy te co jakiś czas pojawiają się i znikają, zupełnie inaczej, niż wielka czerwona plama na Jowiszu, która istnieje w tym samym miejscu od setek lat. Ten system burz jest nie tylko przejściowy, lecz także bardzo nietypowy. Zaobserwowano, że rozmiar wielkiej ciemnej plamy oscyluje w granicach kilku tysięcy kilometrów kwadratowych w okresie, raptem ośmiu dni. Pojawienie się i znikanie oraz ogólnie dość chaotyczny ruch sprawiają, że system burz na Neptunie jest jednym z najbardziej nieprzewidywalnych w całym układzie słonecznym. Podobnie, jak sąsiednie planety zewnętrzne Neptun posiada złożony system księżyców, a do tej pory odkryto 13 z nich.
