U Neptunu byly dosud objeveny pouze dva měsíce; větší z nich, Triton, má průměr asi 6 000 km a je tak největším měsícem vůbec. Taky je nejchladnější dosud pozorované těleso ve sluneční soustavě, s povrchovou teplotou -228 stupňů Celsia. Ten druhý se jmenuje Nereida, který je mnohem menší. Triton navíc obíhá retrogárně a Nereida má neobyčejně excentrickou dráhu.

Neobvyklost Neptunovy soustavy byla jedním z důvodů, který vedl k představě dávné katastrofické události, při níž byly výrazně pozměněny dráhy dnešních Neptunových měsíců a jeden z dřívějších měsíců, dnes známý jako planeta Pluto přešel na samostatnou dráhu kolem Slunce.

Jméno	Rok nalezení	Vzdálenost (km)	Oběžná doba (d)	Průměr (km)	Objevitel
Naiad	1989	48 227	0,294	58	Voyager 2
Thalassa	1989	50 075	0,311	80	Voyager 2
Despina	1989	52 526	0,335	148	Voyager 2
Galatea	1989	61 953	0,429	158	Voyager 2
Larissa	1989	73 548	0,555	208x178	S. Synnott
Proteus	1989	117 647	1,122	436x416x402	S. Synnott
Triton	1846	354 760	5,877	2 705.2 *	W. Lassell
Nereida	1949	5 513 400	360,14	340	G. Kuiper

* ... retrográdní směr obíhání

Na jižním pólu Tritonu byly objeveny gejzíry kapalného dusíku, které vyvrhují černý prachový kouř na velké vzdálenosti (až 150 km) a zbarvují povrch měsíce černě.
Gejzír pracuje podobně jako konvice na kávu. Tlak se vytváří u dna, kde končí trubice naplněná kapalným dusíkem. jakmile stoupne tlak na určitou potřebnou úroveň, je kapalina v trubici vytlačena nahoru stejně jako u pozemských gejzírů.