La temperatura superficiale di Nettuno è stimata a meno 353 gradi Fahrenheit. La temperatura della superficie varia in base a dove il pianeta è nella sua rotazione e poli diversi sono continuamente esposti al calore del Sole.
Le stagioni su Nettuno possono far variare la temperatura superficiale ai poli di ben 50 gradi Fahrenheit. Simile ad altri pianeti, la temperatura su Nettuno aumenta con l'aumentare della pressione atmosferica verso il centro del pianeta. Al suo centro, la temperatura può raggiungere i 9000 gradi Fahrenheit. La disparità di temperatura tra la superficie del pianeta e il suo nucleo è la causa delle violente tempeste del vento di Nettuno.