Neptune a la période orbitale la plus longue de toutes les planètes du système solaire. La huitième planète et la plus éloignée du soleil, il faut environ 165 ans à Neptune pour accomplir une seule orbite.
Il a une orbite elliptique avec une distance moyenne du Soleil de 2,8 milliards de miles, environ 30 fois plus loin que la Terre. Cette distance rend Neptune invisible à l'œil nu depuis la surface de la Terre.
En 2014, Neptune n'a effectué qu'une seule orbite depuis que son existence a été déduite mathématiquement par l'astronome français Alexis Bouvard en 1846. L'astronome allemand Johann Galle a ensuite utilisé les calculs de Bouvard pour repérer Neptune avec un télescope le 23 septembre 1846.