Sao Hải Vương là hành tinh lạnh nhất trong Hệ Mặt Trời, duy trì mức trung bình khá ổn định là -200 độ C. Về phía xích đạo của hành tinh, nhiệt độ có thể lạnh đến -218 độ C, trong khi nhiệt độ ở Nam Cực ấm hơn khoảng 10 độ C.
Sự khác biệt về nhiệt độ liên quan đến thực tế là Cực Nam của Sao Hải Vương tiếp xúc với mặt trời. Vì một năm trên Sao Hải Vương bằng 165 năm Trái đất nên cực Nam là điểm ấm nhất trên hành tinh trong khoảng 75 năm tại một thời điểm. Sau đó, Sao Hải Vương tiến đủ xa trên quỹ đạo của nó để Nam Cực không còn nhận được nhiều ánh nắng mặt trời nhất.
