Odkryty 23 września 1846 Neptun jest jedyną planetą, której istnienie wykazano nie na podstawie obserwacji nieba, ale na drodze obliczeń matematycznych. Niespodziewane zmiany w ruchu orbitalnym Urana doprowadziły astronomów do wniosku, że podlega on perturbacjom pochodzącym od nieznanej planety. Neptun został następnie zaobserwowany przez Johanna Galle w miejscu przewidzianym przez Urbaina Le Verriera.
Największy księżyc Neptuna został odkryty przez Williama Lassella 10 października 1846 roku, zaledwie 17 dni po odkryciu samej planety.
(2060) Chiron, inaczej 95P/Chiron został odkryty 1 listopada 1977 roku, na zdjęciach wykonanych 18 października przez Charlesa Kowala w obserwatorium astronomicznym na Mount Palomar. Nazwa planetoidy pochodzi od Chirona, jednego z najbardziej znanych centaurów w mitologii greckiej.
Sir William Herschel obserwował planetę w dniu 13 marca 1781, w ogrodzie swego domu na New King Street 19, w miejscowości Bath w hrabstwie Somerset (obecnie Herschel Museum of Astronomy), ale początkowo (26 kwietnia 1781 r.) ogłosił swoje odkrycie jako kometę. Herschel „zaangażował się w szereg prac dotyczących paralaksy gwiazd stałych” za pomocą teleskopu własnej konstrukcji.
W swoim dzienniku zapisał następującą notatkę: „w kwartylu blisko ζ Tauri … Mgława Gwiazda albo, być może, Kometa”. W dniu 17 marca zauważył: „Szukałem Komety lub Mgławej Gwiazdy i stwierdziłem, że jest to Kometa, ponieważ zmieniła swe położenie”. Przedstawiając swoje odkrycie Towarzystwu Królewskiemu, nadal twierdził, że znalazł kometę, ale także pośrednio porównał ją do planety.
Obiekt został wkrótce powszechnie uznany za nową planetę. W 1783 Herschel osobiście powiadomił o tym fakcie prezesa Royal Society, Josepha Banksa: „W oparciu o obserwacje najwybitniejszych Astronomów w Europie wydaje się, że nowa gwiazda, którą miałem zaszczyt wskazać im w marcu 1781, jest Planetą Układu Słonecznego”
Deimos został odkryty przez amerykańskiego astronoma Asapha Halla 12 sierpnia 1877 w obserwatorium marynarki wojennej USA około godziny 7:48 UTC.