Die Entfernung zwischen der Erde und Neptun variiert stark, da beide Planeten auf elliptischen Bahnen um die Sonne kreisen. Im Durchschnitt beträgt die Distanz etwa 4,35 Milliarden Kilometer. Sie kann jedoch zwischen rund 4,3 Milliarden Kilometern (bei der geringsten Annäherung) und bis zu 4,7 Milliarden Kilometern (bei der größten Entfernung) schwanken.
Die minimale Distanz tritt ein, wenn Neptun und Erde auf derselben Seite der Sonne stehen und Neptun der Erde am nächsten ist – ein Ereignis, das als Opposition bezeichnet wird und etwa alle 367 Tage stattfindet. In diesem Moment ist Neptun am hellsten am Himmel zu sehen. Die maximale Entfernung ergibt sich, wenn die Planeten auf gegenüberliegenden Seiten der Sonne positioniert sind.
Diese enorme Distanz entspricht etwa 30 Astronomischen Einheiten (AE) im Durchschnitt und macht Reisen zu Neptun zu einer gewaltigen Herausforderung: Die Raumsonde Voyager 2 benötigte über 12 Jahre, um den Planeten zu erreichen.