Neptün'ün yüzey sıcaklığının eksi 353 derece Fahrenhayt derece olduğu tahmin edilir. Yüzey sıcaklığı gezegenin döndüğü yere göre değişir ve farklı kutuplar sürekli olarak Güneş'in sıcaklığına maruz kalır.
Neptün'deki mevsimler, kutuplardaki yüzey sıcaklığının 50 derece Fahrenheit kadar değişmesine neden olabilir. Diğer gezegenlere benzer şekilde, Neptün'deki sıcaklık, atmosferik basınç gezegenin çekirdeğine doğru yükseldikçe artar. Merkezinde, sıcaklık 9.000 derece Fahrenhayt dereceye ulaşabilir. Gezegenin yüzeyi ile çekirdeği arasındaki sıcaklık eşitsizliği, Neptün'ün şiddetli rüzgar fırtınalarının nedenidir.
