Nettuno è il pianeta più freddo del Sistema Solare, mantenendo una media abbastanza costante di -200 gradi Celsius. Verso l'equatore del pianeta, le temperature possono arrivare fino a -218 gradi Celsius, mentre la temperatura al Polo Sud è di circa 10 gradi Celsius più caldi.
La discrepanza di temperatura ha a che fare con il fatto che il Polo Sud di Nettuno è esposto al sole. Poiché un anno su Nettuno è pari a 165 anni terrestri, il Polo Sud è il punto più caldo del pianeta per circa 75 anni alla volta. Dopo questo, Nettuno avanza abbastanza nella sua orbita che il Polo Sud non riceve più la maggior esposizione al sole.