Nhiệt độ bề mặt của Sao Hải Vương được ước tính là âm 353 độ F. Nhiệt độ bề mặt thay đổi tùy theo vị trí mà hành tinh đang quay và các cực khác nhau liên tục tiếp xúc với sức nóng của Mặt trời.
Các mùa trên Sao Hải Vương có thể khiến nhiệt độ bề mặt ở các cực thay đổi tới 50 độ F. Tương tự như các hành tinh khác, nhiệt độ trên Sao Hải Vương tăng lên khi áp suất khí quyển tăng về phía lõi của hành tinh. Tại tâm của nó, nhiệt độ có thể lên tới 9.000 độ F. Sự chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt hành tinh và lõi của nó là nguyên nhân gây ra những cơn bão gió dữ dội của Sao Hải Vương.
