截至2024年2月，海王星已知擁有16顆天然衞星，這些衞星都是以希臘和羅馬神話中的水神命名[注 1]。其中最大的一顆仍然是威廉·拉塞爾在發現海王星之後僅17天，於1846年10月10日發現的海衞一；第二顆衞星海衞二（勒德）則在超過一世紀後才發現。
此條目可能包含原創研究。 (2017年4月12日)
1989年航行者2號飛過3天後所拍海王星（上）和海衞一的照片。
海衞一是唯一擁有行星質量的不規則衞星，也就是說它的軌道與海王星的自轉方向相反，軌道相對於赤道也是傾斜的。這顯示它不是與海王星同時形成，而是被海王星的重力捕獲的。太陽系第二大的被捕獲衞星是土衞九（費比），但它的質量僅有海衞一的萬分之三。海衞一的捕獲，可能發生在海王星與它的衞星系統形成一段時間之後，對海王星原始的衞星系統而言是一場毀滅性的災難。擾亂了它們原有的軌道，所以它們相互撞擊形成碎石礫的盤面。海衞一的質量夠大，可以達到流體靜力平衡的狀態，並能夠保留稀薄的大氣層，可以形成雲層和霧靄。
海衞一的軌道內側還有7顆規則衞星，其運行軌道與海王星相同，並且靠近海王星的赤道面；在海王星環內也有一些衞星，這些衞星中最大的是海衞八（普羅秋斯），它們都是在海王星捕獲海衞一，並且在海衞一的軌道變圓後從之前的碎石礫盤面中重生的。在海衞一的外層，海王星還擁有6顆不規則衞星，海衞二也是其中之一，其運行軌道距離海王星要遠得多，並且傾角也很大：其中有3顆衞星擁有順行軌道，其餘幾顆則是逆行軌道。從不規則衞星的角度來說，海衞二的軌道很不尋常，它的離心率異常之大，距海王星最近的點也異常之近，表明它很可能曾是規則衞星，但其運行軌道在海王星捕獲海衞一之際發生了根本性的變化。海衞十 （普薩瑪忒）和海衞十三 （Neso）是海王星最外層的兩顆不規則衞星，其運行軌道也是迄今在太陽系中所有衞星里最大的。