К моменту встречи с Нептуном 25 августа 1989 года "Вояджер-2" преодолел расстояние 4,5 млрд. км. Несмотря на долгий путь, занявший 12 лет и многочисленные коррекции траектории, "Вояджер-2" оказался на минимальном расстоянии от Нептуна (менее 5 тыс.км) в точно рассчитанное на Земле время.
На цветных снимках, синтезированных на основе слабых сигналов с "Вояджера-2", видимая поверхность Нептуна представляет собой плотный облачный слой голубого цвета с полосами и белыми и темными пятнами. Сильный вихревой шторм размером с нашу планету вращается против часовой стрелки. У Нептуна обнаружено магнитное поле, ось магнитных полюсов отклонена на 50 градусов от оси вращения планеты. "Вояджер-2" выявил у Нептуна 5 слабых колец.
По наземным исследованиям были известны лишь два спутника Нептуна: Тритон и Нереида, обращающиеся вокруг Нептуна в обратном направлении. "Вояджер-2" открыл еще 6 спутников размерами от 200 до 50 км, вращающихся в том же направлении, что и Нептун. У Тритона и Нереиды в ультрафиолетовом диапазоне обнаружены явления, напоминающие земные полярные сияния.
Тритон имеет очень тонкую газовую оболочку, верхний слой которой состоит из азота. В нижних слоях обнаружены метан и твердые частицы азотных образований. Наряду с кратерами на его поверхности обнаружены действующие вулканы, каньоны и горы.
"Вояджер-2" продолжает исследование космического пространства за пределами Солнечной системы. Ученые надеются получать сведения с этого аппарата до 2013 года.