Neptunul este cea mai rece planetă din sistemul solar, menținând o medie destul de consistentă de -200 de grade Celsius. Spre ecuatorul planetei, temperaturile pot fi la fel de reci ca -218 grade Celsius, în timp ce temperatura la Polul Sud este de aproximativ 10 grade Celsius mai caldă.
Discrepanța în temperatură are legătură cu faptul că Polul Sud al Neptunului este expus la soare. Deoarece un an pe Neptun este egal cu 165 de ani Pământ, Polul Sud este cel mai cald punct de pe planetă pentru aproximativ 75 de ani la un moment dat. După aceea, Neptun avansează destul de mult în orbita sa, încât Polul Sud nu mai primește cea mai mare expunere la soare.