伽利萊·伽利略，1564年生於義大利的比薩城，在著名的斜塔旁。他是世界上第一個使用天文望遠鏡的人。他用自己觀察和研究天體的成果，為哥白尼的「太陽中心說」提供了強有力的事實根據；他發現了自由落體定律，擺錘的等時性的定律，斷定了地物線的軌道。他是傑出的物理學家、天文學家，近代機械學的創始人之一。
海王星是八大行星中距離太陽最遠的行星，雖然它的直徑在太陽系八大行星中排名第4，不過由於它的亮度不夠，所以只能在天文望遠鏡里才能觀察到它的「一舉一動」。海王星散發著幽幽的藍光，就像大海的顏色一樣，因此被人們命名為海王星。
作為八大行星中的遠日行星，海王星向來以「筆尖下的行星」著稱，的確，海王星是目前唯一利用數學計算及物理規律預測而非有計劃的觀測發現的行星。然而，鮮為人知的是，歷史上對海王星的首次觀測卻是由我們熟知的義大利天文學家伽利略完成的：伽利略在1612年12月28日首度觀測並描繪出海王星，並於1613年1月27日完成了二次觀測。然而令人惋惜的是，因為觀測到的海王星過於接近木星，而且海王星距離遙遠，相對於背景星空的移動很小，當時的望遠鏡無法分辨出圓面，伽利略的這兩次觀測都誤認海王星是一顆恆星。
在很早之前，除了地球之外，人類認識到的太陽系行星就只有水星、金星、火星、木星以及土星，直到1781年，英國天文學家赫歇爾首次在土星軌道之外發現了一顆新的行星，那就是天王星，這一發現大大拓展了人類對於太陽系的認識。隨後數十年里，通過對天王星的觀測發現，這顆行星的運行軌道偏離了牛頓引力理論的預言。要知道萬有引力定律是能夠解釋當時所有的天體運動現象，所以有天文學家懷疑可能是天王星軌道之外還有一顆行星，這顆行星對天王星產生引力攝動，導致運行軌道出現偏差。於是，根據萬有引力定律，法國天文學家勒維耶和英國天文學家亞當斯各自獨立計算出了天王星軌道之外的那顆行星的軌道。
到了1846年，德國天文學家伽勒在理論預測的星空位置找到了這顆行星，黃經326度處寶瓶座內黃道上的一點，在距離該點大約1度的區域內有一顆亮度為9等的行星，它便是海王星。這一發現不但證實了萬有引力定律，也表明了日心說的正確性。因此，海王星的發現並不是意外，而是牛頓引力理論預言的必然結果。實際上，半個世紀前拉朗德就觀測到了海王星，可是當他要發表他的意見時卻連連受挫，當時一些愚昧的人根本不相信他的見解。由於他沒有堅持自己的意見，使得人類錯過了提早發現海王星的機會。
海王星是太陽系內體積第四大、質量第三大的行星。海王星有著太陽系最強烈的風暴（測量到的風速高達2100km/h）。海王星因為距離太陽最遠，所以是太陽系最冷的地區之一，其雲頂的溫度為-218℃。儘管如此，海王星有著一個熾熱的內部，海王星核心的溫度約7000℃。由於海王星的大氣層以氫和氦為主，還有微量的甲烷，因此它散發出熒熒的淡藍色光，西方人用羅馬神話中的海神——「涅普頓 」的名字來稱呼它，在中文裡，把它譯為海王星，它的天文符號為海神所用的三叉戟。
海王星也有光環，總共包含5個主要的行星環，這些環最早是由天文學家帕特里斯·布歇、萊因霍爾德·哈夫納和讓·曼弗雷德在1984年觀測海王星掩星時發現的，而這些環的第一張照片是由旅行者2號探測器拍攝的。這5個環後來分別以對發現海王星作出重大貢獻的5個人命名:最外面的是亞當斯環 ，亞當斯環擁有五個明亮的環弧，分別被命名為博愛、平等1、平等2 、自由和勇氣，其次是阿拉戈環 ，阿拉戈支持勒維耶對天王星運動反常的研究，這一研究導致了海王星的發現，然後是拉塞爾環，拉塞爾在伽勒觀測到海王星僅僅17天之後就發現了海王星的最大衛星海衛一，接著是勒維耶環 ，最裡面暗淡但很寬闊的叫伽勒環。
海王星可能有一個固態的核，其表面可能覆蓋有一層冰。此外，海王星有磁場和極光。還有因甲烷受太陽照射而產生的煙霧。經過多年的研究探測，天文學家發現海王星表面可能覆蓋著大面積的「鑽石海」，而海面上還漂浮著形狀像冰山一樣龐大的固體鑽石。
天文學家通過實驗模擬海王星高溫高壓環境對於鑽石的影響，並且檢測鑽石的前後變化，最終得到了這樣的結論：如果壓力能夠提高到零海拔4000萬倍時，鑽石將轉化為液體形態；當壓力降低至零海拔1100萬倍，溫度降低至50000℃，部分液態鑽石又會再次變成固體。
海王星是唯一利用數學預測而非有計劃的觀測發現的行星。天文學家利用天王星軌道的攝動推測出海王星的存在與可能的位置，迄今只有美國的旅行者2號探測器曾經在1989年8月25日拜訪過海王星。2018年7月，歐洲航天局的甚大望遠鏡採用新的自適應光學技術拍攝出了一幅清晰銳利的海王星圖像。