Neptūnas, aštuntoji ir paskutinė planeta nuo Saulės nuo Plutono nuvertimo 2006 m., turi 13 žinomų palydovų. Tai yra maždaug pusė jos seserinės Urano planetos ir ketvirtadaliu Jupiterio ar Saturno. Dėl savo didelės masės, maždaug 17 kartų didesnės nei Žemės, Neptūnas turi palyginti nedaug mėnulių. Apytiksliai mažėjančio dydžio mėnuliai yra Triton, Proteus, Nereid, Larissa, Galatea, Despina, Thalassa, Naiad, Halimede, Neso, Sao, Laomedeia ir Psamathe.
Tritoną pirmasis atrado Williamas Lassellas, kuris taip pat atrado Saturno ir du Urano mėnulį, 1854 m., praėjus tik septyniolikai dienų po paties Neptūno atradimo. Tik po daugiau nei šimto metų, 1949 m., buvo atrastas kitas mėnulis Nereidas. Nereidas ir Tritonas pavadinti mažesnių jūrų dievybių vardais – tokia vardų suteikimo tradicija išliko su kitais mėnuliais. Šią pavadinimo schemą įkvėpė faktas, kad Neptūnas, romėnų jūros dievas. Iki 1989 m. buvo žinomi tik Tritonas ir Nereidas, tačiau tais pačiais metais kosminis zondas „Voyager 2“ buvo aptiktas šešis, o likusieji penki buvo aptikti antžeminiais teleskopais 2002 m. arba 2003 m.
Neptūnas turi tik vieną mėnulį, pakankamai didelį, kad būtų sferinis: Tritonas. 2700 km (1677 mylių) skersmens Tritonas yra septintas pagal dydį Saulės sistemos mėnulis, kurio dydis yra 78% mėnulio dydžio. Jis pasižymi panašiomis savybėmis kaip Plutonas, 25% vandens ledo, o likusi dalis yra uolinė. Manoma, kad didžiausias Saulės sistemos mėnulis su retrogradine („atgal“ orbita), Tritonas yra užfiksuotas Kuiperio juostos objektas. Kuiperio juosta yra antras pagal dydį asteroidų diržas Saulės sistemoje, esantis už Neptūno orbitos. Vidutinė 34 K paviršiaus temperatūra Tritonas taip pat žinomas kaip šalčiausias Saulės sistemos paviršius. Skirtingai nuo daugelio Saulės sistemos palydovų, Tritonas turi labai mažai kraterių ir yra geologiškai aktyvus, jo paviršius lygus, pieniškas.
Proteus, antras pagal dydį Neptūno palydovas, kurio skersmuo yra 440 km, yra kubo formos su užapvalintais kraštais. Mokslininkai mano, kad jis yra maždaug toks pat masyvus, koks gali būti bet kuris kūnas, prieš jį savo gravitacijos traukiant į sferą. Mimas, Saturno mėnulis, yra dar mažiau masyvus, bet vis tiek sferinis. Taip pat žinoma, kad Proteus yra vienas tamsiausių Saulės sistemos paviršių, atspindintis tik 6% įeinančios šviesos.