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海王星探測
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传输的困难
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海王星与地球的距离很远（从地球发出的光要花费超过4小时来能到达海王星，意味着探测器无法直接从地面控制），尽管旅行者2号飞掠的目标原本只有木星和土星，但是探测船仍然成功地探索海王星系统，最近时距离仅10公里，并从轨道向地球发送大量图像和数据。_NEWLINE_美国宇航局必须接收探测船发出的微弱信号，所以他们迅速设置了新天线来组成深空网络，以大幅提高数据接收技术。旅行者2号在超过三年半前飞掠天王星，当时美国宇航局就以相同的方式接收探测船发出的信号，因为速度与信号都是完全相同的。
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天线朝向地球的技术
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由于阳光强度降低，旅行者2号必须一起运用天线和仪器平台，让探测船在不影响图像质量的前提下，使相机的曝光时间更长。
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路线
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1989年8月25日，旅行者2号飞越海王星北极，距离地表为4950公里。旅行者2号之后经过最大的卫星海卫一，距离约40,000公里，并在任务进行途中，发现了6颗新的卫星及暗淡的行星环系统。_NEWLINE_天文学家根据以前地球观测的结果，提出海王星附近存在弧圈的假说。后来旅行者2号发现完整的环带，密度不均，有些部分物质分布较浓密，有些部分物质分布较稀疏。
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科学成果
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旅行者2号获得海王星和海卫一第一张特写照片，显示出海卫一大气层确实存在。天文学家根据传回的数据可以精确计算出海王星的质量，平均温度和自转速度。海卫一表面上也意外发现氮气的间歇泉。天文学家发现意想不到状况，例如高角度的旋转轴（47度）及奇异方向的海王星磁场（并非来自行星核心，而是来自地幔）。
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任务结束
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1989年10月2日，旅行者2号进行科学观测后，所有的探测工具完全关闭，只留下紫外线光谱仪。旅行者2号开始朝向星际空间前进，每年前进的距离为4.7亿公里，轨迹与黄道倾角约48°。旅行者2号以目前的速度将在358,000年后到达天狼星系统。
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未来的探测任务
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美国宇航局正在研究可能进行的海王星探测任务。_NEWLINE_继旅行者2号后，NASA将进行旗舰任务。美国宇航局在2005年提出发射海王星轨道探测器的构想，计划于2016年发送一个或两个探测器登陆海卫一，并探测海王星的大气层，颣似伽利略号探测器的大气探测器.。_NEWLINE_旗舰或基石任务是另一个可能进行的海王星探测任务，需要超过10亿美元的资金。这些任务经费由美国宇航局和欧洲空间局共同负担，这个未来计划目标可能变成木卫二或土卫六，预计不会在2040年之前发射。_NEWLINE_由于天文学家对于探测海王星系统的兴趣浓厚，一些学者认为美国宇航局负责的新疆界计划任务（如新视野号和朱诺号）可以提供10亿美元资金，而探测器可以在2010年发射。阿尔戈号计划在2019年发射，这个探测器不仅可以研究海王星及其系统，而且也将经过木星及土星，并借由其重力节省燃料，然后接近柯伊伯带中两个或三个天体。新地平线号在通过冥王星后也将探测其他目标。