Neptunus memiliki empat belas bulan yang diketahui, sejauh ini yang terbesar adalah Triton, ditemukan oleh William Lassell pada tanggal 10 Oktober 1846, hanya 17 hari setelah penemuan Neptunus sendiri. Lebih dari satu abad berlalu sebelum penemuan satelit alami kedua, yang disebut Nereid. Bulan Neptunus diberi nama untuk dewa air kecil dalam mitologi Yunani. Bulan terluar Neptunus yaitu Neso, memiliki periode orbit 26 Tahun Julian, yang berarti Neso merupakan satelit yang memiliki periode orbit terlama dibanding satelit alami dari planet lain.[1]
Triton merupakan satu-satunya satelit yang berbentuk bulat yang mengorbit Neptunus. Orbit Triton sangat unik karena orbitnya retrograde dan kadang-kadang Triton dikira awalnya adalah sebuah planet kerdil yang mengorbit Tata Surya tetapi tertangkap oleh gravitasi Neptunus. Triton memiliki massa yang cukup masif untuk mencapai kesetimbangan hidrostatik dan mempertahankan atmosfer tipis yang mampu membentuk awan dan kabut.
Di bagian dalam orbit Triton terdapat 7 satelit ireguler, yang mana semuanya memiliki orbit prograde, beberapa di antaranya mengorbit di antara cincin-cincin Neptunus. Yang terbesar adalah Proteus. Neptunus juga mempunyai 6 satelit bagian luar yang orbitnya terletak di luar orbit Triton, termasuk Nereid, orbitnya terletak lebih jauh dari Neptunus dan memiliki inklinasi yang besar: tiga di antaranya memiliki orbit prograde, sedangkan sisanya memiliki orbit retrograde. Secara khusus, Nereid memiliki orbit yang luar biasa dekat dan eksentrik untuk satelit ireguler, menunjukkan bahwa ia mungkin pernah menjadi satelit biasa yang secara signifikan terganggu dengan posisinya saat ini ketika Triton tertangkap gravitasi Neptunus. Dua satelit terluar Neptunus, Psamathe dan Neso, memiliki orbit paling jauh diantara satelit alami yang ditemukan di Tata Surya hingga saat ini.