Temperatura de suprafață a lui Neptun este estimată la minus 353 grade Fahrenheit. Temperatura de suprafață variază în funcție de locul în care se află rotația planetei, iar poli diferiți sunt expuși continuu la căldura soarelui.
Anotimpurile de pe Neptun pot determina temperatura de suprafață la poli să varieze cu până la 50 grade Fahrenheit. Similar cu alte planete, temperatura pe Neptun crește pe măsură ce presiunea atmosferică se ridică spre miezul planetei. În centrul său, temperatura poate atinge 9000 grade Fahrenheit. Diferența de temperatură între suprafața planetei și miezul ei este cauza furtunilor de vânt ale lui Neptun.