Contudo, além da imprecisão dos equipamentos utilizados, estes instrumentos obtinham a velocidade somente da atmosfera do planeta. Os ventos giram em velocidades diferentes conforme as bandas de circulação do planeta. Além disso, assim como os demais gigantes gasosos, o planeta apresenta rotação diferencial.[51] Somente após a visita da Voyager 2 que o período de rotação do centro do planeta foi estabelecido com razoável precisão, sendo de 16 horas e sete minutos.[48] O eixo de rotação de Netuno é inclinado em 28,3°, similar à inclinação do eixo terrestre, que é de 23,5°. Por isso o planeta apresenta variações sazonais da radiação solar recebida nos hemisférios norte e sul tal como a Terra, embora em Netuno cada estação dure aproximadamente 41 anos.[48]
A influência gravitacional de Netuno possui importante papel no movimento orbital dos objetos que se encontram além de sua órbita, no Cinturão de Kuiper, povoado por grandes corpos gelados e planetas anões. Alguns destes objetos entram em órbitas ressonantes com a órbita do planeta, o que geralmente faz com que as órbitas sejam estáveis, evitando-se o encontro dos corpos com Netuno, o qual desviaria fortemente sua trajetória.[52]