Neptun hat insgesamt 16 Monde, von denen sich Triton und Nereide außerhalb des Ringsystems aufhalten und schon vor dem Vorbeiflug von Voyager 2 bekannt waren. Triton ist der größte Mond des Neptun, er besitzt eine dünne Atmosphäre aus Stickstoff und Methan. Mit einem Durchmesser von 2705 Kilometern ist er etwas kleiner als der Erdmond, lässt aber eine überraschende Vielfalt an Oberflächenstrukturen erkennen.
Neptun und sein größter Mond Triton (Vordergrund), Montage. (© NASA/JPL/USGS)
Die mittlere Dichte von rund 2060 kg/m3 entspricht einem relativ hohen Gesteinsanteil. Nereide ist der kleinere und äußere der beiden schon lange bekannten Monde und bewegt sich auf einer extrem elliptischen Bahn. Voyager 2 konnte Nereide nicht aus der Nähe beobachten, aber Lichtkurvenschwankungen zeigen, dass der Trabant entweder eine von der Kugelgestalt abweichende, lang gestreckte Form besitzt, oder über Materialien mit unterschiedlichem Rückstrahlvermögen (Albedo) an der Oberfläche verfügt.
Voyager 2 entdeckte sechs weitere Monde, von denen Proteus mit 420 Kilometern Durchmesser der größte dieser neu entdeckten Monde ist. Die übrigen fünf Monde Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa weisen Durchmesser zwischen 60 und 200 Kilometern auf. In den Jahren 2002 und 2003 wurden mithilfe von Teleskopbeobachtungen fünf weitere, zwischen 40 und 65 Kilometer große Monde aufgefunden (Halimede, Psamanthe, Sao, Laomedeia und Neso). Im Jahre 2013 wurde mit Hubble der 14. Mond Hippocamp entdeckt, und schließlich wurden 2021 zwei weitere Trabanten gefunden, die zunächst die Bezeichnungen S/2021 N 1 und S/2002 N 5 erhielten. Alle drei Monde haben Durchmesser zwischen 20 und 35 Kilometer.