Tên tiếng Việt của hành tinh này được dựa trên tên gọi Neptune, viết theo chữ Nho là 海王星 (Hải Vương tinh), có nghĩa là “ngôi sao của vị vua của biển cả”.
Sao Hải Vương là loại hành tinh có cấu tạo là các chất khí ở thể lỏng như Sao Thiên Vương. Các nhà khoa học nghĩ rằng Sao Hải Vương có một lõi bằng đá và kim loại, ở trên là một hỗn hợp gồm đá, nước, mêtan (CH4) và ammonia (NH3). Các phần tử chính của khí quyển, nhất là tại trên cao, là khinh khí (H2) và hêli (He) nhưng càng xuống sâu thì tỉ lệ các chất khí khác tăng lên và không khí dần dần đặc lên cho đến khi thành thể lỏng tại bề mặt.
Khác hẳn với Sao Thiên Vương, các hiện tượng trong bầu khí quyển của Sao Hải Vương rõ hơn rất nhiều – gió trên Sao Hải Vương có thể đạt đến 2000 km/h. Trong khi Sao Mộc có Đốm Đỏ Lớn (tồn tại hơn 300 năm qua) và Sao Thổ có Đốm Trắng Lớn (tồn tại trong 4 năm), Sao Hải Vương cũng có một cơn lốc khổng lồ xẩy ra thường xuyên và được đặt tên là Đốm Đen Lớn.
Sao Hải Vương nhận được rất ít năng lượng của Mặt Trời vì có một quỹ đạo quá xa – nhiệt độ trung bình trên bề mặt là -218°C – tuy nhiên Sao Hải Vương vẫn còn tỏa ra nhiệt. Các nhà khoa học cho rằng đây là nhiệt còn dư lại từ thời sơ sinh của hành tinh này. Họ cũng nghĩ đây là động cơ tạo ra các luồng gió 2000 km/h.