miniatura|Neptú (a dalt) i Tritó (a sota), tres dies després del sobrevol de la Voyager 2 el 1989 Es coneixen 14 satèl·lits de Neptú, que són anomenats en referència a deïtats aquàtiques menors de la mitologia grega. El més gros és, amb diferència, Tritó, descobert per William Lassell el 10 d'octubre de 1846, 17 dies després del descobriment de Neptú mateix; hagué de passar més d'un segle abans que el segon satèl·lit del planeta, Nereida, fos descobert. El satèl·lit més extern, Neso, que té un període orbital d'uns 26 anys julians, orbita més lluny del seu planeta que cap altre satèl·lit conegut.
Tritó és l'únic satèl·lit natural de massa planetària que té una òrbita retrògrada respecte a la rotació del seu planeta i inclinada respecte al seu equador, la qual cosa suggereix que no es formà en òrbita al voltant de Neptú, sinó que fou capturat per aquest. El següent satèl·lit més massiu del sistema solar que es creu que fou capturat —el satèl·lit saturnià Febe— tan sols posseeix el 0,03% de la massa de Tritó. La captura de Tritó, que possiblement ocorregué un temps després que Neptú formés un sistema satel·litari, fou un esdeveniment catastròfic per als satèl·lits originals del planeta, ja que alterà les seves òrbites de tal manera que col·lidiren i les seves restes formaren un disc de runa. Tritó és prou massiu per haver assolit l'equilibri hidroestàtic i per retenir una tènue atmosfera capaç de contenir núvols i boira.
Més a l'interior que Tritó s'hi troben set satèl·lits regulars que tenen tots òrbites prògrades en plans propers al pla equatorial del planeta. Alguns d'aquests orbiten entre els anells de Neptú —el més gros n'és Proteu— i provenen de l'acreció a partir del disc de runa generat per la captura de Tritó una vegada que l'òrbita d'aquest esdevingué circular. Neptú també té sis satèl·lits irregulars exteriors més a part de Tritó —entre els quals Nereida— que orbiten molt lluny del planeta i amb una elevada inclinació. Tres tenen òrbites prògrades i quatre retrògrades (entre els quals Tritó). En particular, Nereida té una òrbita excèntrica i inusualment propera per tractar-se d'un satèl·lit irregular, la qual cosa suggereix que podria haver estat originàriament un satèl·lit regular que patí una pertorbació important durant la captura de Tritó i assolí així la seva posició actual. Els dos satèl·lits neptunians més exteriors, Psàmate i Neso, tenen les òrbites més àmplies d'entre tots els satèl·lits naturals descoberts al sistema solar fins a l'actualitat.
Història miniatura|Vista simulada de Neptú al cel hipotètic de Tritó Descobriment Tritó fou descobert per William Lassell el 1846, tan sols set dies després del descobriment de Neptú. Nereida fou descobert per Gerard P. Kuiper el 1949. El tercer satèl·lit, posteriorment anomenat Làrissa, fou observat per primer cop per Harold J. Reitsema, William B. Hubbard, Larry A. Lebofsky i David J. Tholen el 24 de maig de 1981. Els astrònoms estaven observant l'aproximació propera d'un estel a Neptú amb l'objectiu de detectar-hi anells similars als descoberts al voltant d'Urà quatre anys abans: si Neptú tenia anells, la lluminositat de l'estel hauria de disminuir lleugerament just abans de l'aproximació màxima al planeta. La lluminositat de l'estel baixà tan sols alguns segons, la qual cosa significava que era degut al pas d'un satèl·lit i no pas a uns anells.
No es descobriren més satèl·lits fins que la Voyager 2 passà prop de Neptú el 1989. La Voyager 2 redescobrí Làrissa i revelà també cinc satèl·lits interiors: Nàiade, Talassa, Despina, Galatea i Proteu. El 2001, dos sondeigs utilitzant grans telescopis terrestres observaren cinc satèl·lits exteriors addicionals, la qual cosa feu pujar el total de satèl·lits a tretze. Investigacions successives de dos equips el 2002 i 2003 tornaren a observar els cinc satèl·lits: Halimedes, Sao, Psàmate, Laomedeia i Neso. En el sondeig de 2002 es trobà un sisè candidat que fou perdut posteriorment.
El 2013, Mark R. Showalter descobrí Hipocamp mentre examinava les imatges dels anells de Neptú del telescopi espacial Hubble de 2009. Utilitzà una tècnica similar a l'escombratge per compensar el moviment orbital i permetre l'apilat de múltiples imatges per fer destacar detalls poc visibles. Després de decidir expandir la cerca a un radi més enllà dels anells, trobà un punt que inequívocament representava un nou satèl·lit. Posteriorment trobà el satèl·lit en altres imatges d'arxiu del Hubble fins al 2004. La Voyager 2, que havia observat tots els altres satèl·lits interiors de Neptú, no havia detectat Hipocamp durant el sobrevol de 1989 a causa de la seva baixa lluminositat.
Noms miniatura|Quantitat de satèl·lits de cadascun dels quatre planetes exteriors a data de 2019. Neptú en té 14. Tritó no tingué nom oficial fins al . El seu nom fou suggerit per Camille Flammarion en el seu llibre de 1880 Astronomie Populaire, però no esdevingué d'ús comú fins almenys els anys 30. Fins a aquest moment se'l coneixia simplement com «el satèl·lit de Neptú». Els altres satèl·lits de Neptú també són anomenats en honor de deïtats aquàtiques gregues i romanes, cosa que guarda relació amb la posició de Neptú com a déu del mar: Tritó, Proteu, Despina i Talassa eren fills de Posidó, el Neptú grec; Làrissa era una amant de Posidó; Nàiade i Nereida eren deïtats menors gregues; i Halimedes, Galatea, Neso, Sao, Laomedeia i Psàmate eren nereides. El satèl·lit descobert més recentment, Hipocamp, restà sense anomenar entre 2013 i 2019, quan fou anomenat en honor de l'Hipocamp, una criatura mitològica mig cavall mig peix.
Pel que fa als satèl·lits irregulars «normals», la convenció general és utilitzar noms acabats en «a» per a satèl·lits prògrads, en «e» per a satèl·lits retrògrads, i en «o» per a satèl·lits amb inclinacions excepcionals, exactament igual que la convenció per als satèl·lits de Júpiter. Dos asteroides comparteixen nom amb satèl·lits de Neptú: (74) Galatea i (1162) Làrissa.
Característiques miniatura|Filmació a intervals que mostra les òrbites de Tritó, Proteu, Làrissa, Galatea i Despina. miniatura|Comparació de la mida dels set satèl·lits interiors de Neptú Els satèl·lits de Neptú es poden dividir en regulars i irregulars. El primer grup comprèn els set satèl·lits interiors, que segueixen òrbites prògrades circulars properes al pla equatorial de Neptú. El segon grup comprèn els altres set satèl·lits, entre els quals es troba Tritó, que segueixen generalment òrbites inclinades, excèntriques i sovint retrògrades allunyats del planeta; l'única excepció és Tritó, que n'orbita proper seguint una òrbita circular però retrògrada i inclinada.
Satèl·lits regulars Per ordre de distància des de Neptú, els satèl·lits regulars són Nàiade, Talassa, Despina, Galatea, Làrissa, Hipocamp i Proteu. Tots excepte els dos més externs són dins de l'òrbita síncrona neptuniana (el període de rotació de Neptú és de 0,6713 dies o 16 hores) i, per tant, pateixen una desacceleració de marea. Nàiade, els satèl·lit regular més proper, és a més a més el segon més petit dels satèl·lits interiors (des del descobriment d'Hipocamp), mentre que Proteu és satèl·lit regular més gros i el segon d'entre tots després de Tritó. Els primers cinc satèl·lits orbiten el planeta molt més ràpid que aquest gira sobre si mateix, amb valors entre les 7 hores de Nàiade i Talassa fins a les 13 hores de Làrissa.
Els satèl·lits interiors tenen una relació molt estreta amb els anells de Neptú. Els dos més interiors, Nàiade i Talassa, orbiten entre els anells de Galle i LeVerrier. Despina podria ser un satèl·lit pastor d'aquest segon, ja que la seva òrbita cau just a dins seu. El següent satèl·lit, Galatea, orbita just a dins de l'anell més prominent de tots, l'anell Adams: es tracta d'un anell molt estret —la seva amplada no excedeix els 50 km— i conté cinc arcs lluminosos. La gravetat de Galatea ajuda a confinar les partícules de l'anell en una regió limitada en la direcció radial, la qual cosa fa mantenir l'anell tan prim. Certes ressonàncies orbitals entre les partícules de l'anell i Galatea també podrien tenir un paper en el manteniment dels arcs.
Tan sols els dos satèl·lits regulars més grossos han estat fotografiats amb una resolució prou alta per discernir-ne les formes i característiques superficials. Làrissa, d'uns 200 km de diàmetre, és un satèl·lit elongat. Proteu, en canvi, no presenta una elongació significativa, però tampoc és totalment esfèric: s'assembla a un políedre irregular de cares planes o lleugerament còncaves de 150 a 250 km de diàmetre. Amb uns 400 km de diàmetre, Proteu és més gros que el satèl·lit saturnià Mimas, que és completament el·lipsoidal. Aquesta diferència podria ser deguda a una disrupció per col·lisió de Proteu en el passat. La superfície de Proteu conté molts cràters i mostra diverses característiques superficials lineals; el cràter més gros, Pharos, fa més de 150 km de diàmetre.
Tots els satèl·lits interiors de Neptú són objectes foscos: la seva albedo geomètrica varia entre el 7 i el 10%. El seu espectre indica que estan formats per gel d'aigua contaminat per algun material molt fosc, possiblement compostos orgànics complexos. En aquest aspecte, els satèl·lits interiors són molt similars als satèl·lits interiors d'Urà.
Satèl·lits irregulars miniatura|Diagrama que il·lustra les òrbites dels satèl·lits irregulars de Neptú exceptuant Tritó. L'excentricitat és representada pels segments grocs que s'estenen del pericentre fins a l'apocentre, amb la inclinació representada a l'eix Y. Els satèl·lits que es troben a sobre de l'eix X són prògrads i els que es troben a sota, retrògrads. L'eix X és etiquetat en Gm i la fracció del radi de l'esfera de Hill. Per ordre de distància des de Neptú, els satèl·lits irregulars són Tritó, Nereida, Halimedse, Sao, Laomedeia, Psàmate i Neso, un grup que inclou objectes tant prògrads com retrògrads. Els cinc satèl·lits més externs són similars als satèl·lits irregulars d'altres planetes gegants i es creu que podrien haver estat capturats gravitatòriament per Neptú, a diferència dels satèl·lits regulars, que probablement s'haurien format in situ.
Tritó i Nereida són satèl·lits irregulars poc corrents i, per tant, es descriuen per separat dels altres cinc, que s'assemblen més a altres satèl·lits irregulars externs dels altres planetes exteriors. En primer lloc, es tracta dels dos satèl·lits irregulars més grossos coneguts del sistema solar: Tritó és gairebé un ordre de magnitud més gros que qualsevol altre satèl·lit irregular coneguda. en segon lloc, ambdós tenen eixos semimajors atípicament petits: el de Tritó és també un ordre de magnitud major que el de qualsevol altre satèl·lit irregular conegut. En tercer lloc, ambdós tenen excentricitats orbitals poc usuals: Nereida té una de les òrbites més excèntriques de qualsevol satèl·lit irregular conegut, i l'òrbita de Tritó és una circumferència gairebé perfecta. Finalment, Nereida també té la inclinació més baixa de qualsevol satèl·lit irregular conegut.
Tritó
miniatura|L'òrbita de Tritó (en vermell) és diferent de la de la resta de satèl·lits (en verd). La seva òrbita està inclinada -23°.