Bầu khí quyển của Sao Hải Vương tương tự như bầu khí quyển của các hành tinh lớn khác và chứa heli và hydro. Nó cũng chứa một lượng nhỏ nước, amoniac, mêtan và các loại đá khác.
Trên Sao Hải Vương, bầu khí quyển chứa 80% hydro, 19% heli và 1,5% metan và etan. Phần còn lại của khí quyển được tạo thành từ 192 phần triệu hydro deuteride.
Sao Hải Vương là hành tinh thứ tám trong hệ mặt trời. Bầu khí quyển của nó có thể so sánh với bầu khí quyển của Sao Thiên Vương. Sao Hải Vương có một số thời tiết khắc nghiệt nhất trong vũ trụ và các đám mây có nhiều lớp. Hành tinh này có sức gió lên tới 1.305 dặm một giờ, nhanh hơn gấp 9 lần so với những cơn gió mạnh nhất trên Trái đất.