Kolem planety Neptun krouží 13 měsíců, největším z nich je měsíc Triton.  Triton byl objeven v roce 1846 britským astronomem Williamem Lassellem a prozatím byl v roce 1989 prozkoumán jedinou sondou a to Voyagerem 2.
Triton je vůbec nejchladnějším objektem ve sluneční soustavě a to hlavně díky vysokému albedu, jeho povrchová teplota je -235 oC. Zvláštností Tritonu je, že se kolem své osy otáčí v protisměru oproti planetě Neptun. Z toho se dá usuzovat, že byl zachycen Neptunovým gravitačním polem. Během svého oběhu kolem Neptunu se pomalu přibližuje k planetě, což v budoucnosti způsobí jeho rozpad působením slapových sil. Kolem Neptunu pak díky rozpadu měsíce Tritonu následně vznikne podobný systém prstenců jako je tomu u planety Saturn.
Dalšími významnějšími měsíci Neptunu jsou Nereida či Proteus, jejichž průměr nedosahuje ani 500 km.