Neptunuksen renkaat
Ensimmäisen havainnon Neptunuksen renkaista teki William Lassell, Neptunuksen suurimman kuun Tritonin löytäjä vuonna 1846. Hän ilmoitti nähneensä renkaan planeetan ympärillä. Hänen havaintoaan ei kuitenkaan koskaan varmistettu, ja sen ajateltiin olevan vain teoria. Ensimmäinen varmistettu renkaiden löytö tehtiin vuonna 1968, vaikka tulosta ei huomioitu ennen vuotta 1977, jolloin Uranuksen renkaat löydettiin. Pian Uranuksen renkaiden löytämisen jälkeen Villanovan yliopiston ryhmä alkoi etsiä Neptunuksen renkaita. Varmistettuja löytöjä ei kuitenkaan tapahtunut. Myöhemmin, kun Voyager ohitti Neptunuksen, sen renkaat kuvattiin.
Neptunuksentakaiset planeetat
1840-luvulla ranskalainen matemaatikko Urbain Le Verrier käytti Newtonin menetelmiä tutkiakseen Uranuksen kiertorataa ja esitti teorian, että siihen vaikuttaa tuntemattoman planeetan vetovoima. Le Verrier arvioi planeetan mahdollisen sijaintipaikan ja lähetti laskelmansa saksalaiselle tähtitieteilijälle Johann Gottfried Gallelle. 23. syyskuuta 1846, kirjeen saapumista seuraavana yönä, Galle ja hänen oppilaansa Heinrich d'Arrest löysivät Neptunuksen. Planeetta oli lähes tarkalleen paikassa, jonka Le Verrier oli arvioinut. Kaasujättiläisten kiertoratoihin jäi silti edelleen joitakin poikkeamia, minkä vuoksi syntyi olettamuksia siitä, että Neptunustakin kauempana olisi vielä tuntematon planeetta.