1812年，法國人布瓦德在計算天王星的運動軌道時，發現理論計算值同觀測資料發生了一系列誤差。這使許多天文學家紛紛致力這個問題的研究，進而發現天王星的脫軌與一個未知的引力的存在相關。也就是說有一個未知的天體作用於天王星。

　　1846年9月23日，柏林天文臺收到來自法國巴黎的一封快信。發信人就是勒威耶。信中，勒威耶預告了一顆以往沒有發現的新星：在摩羯座δ星東約50的地方，有一顆8等小星，每天退行69角秒。當夜，柏林天文臺的加勒把巨大的天文望遠鏡對準摩羯座，果真在那裡發現了一顆新的8等星。又過了一天，再次找到了這顆8等星，它的位置比前一天後退了70角秒。這與勒威耶預告的相差甚微。全世界都震動了。人們依照勒威耶的建議，按天文學慣例，用神話裏的名字把這顆星命名為「海王星」。

　　英國皇家天文臺獲知這一消息時，臺長艾裏深為懊悔。因為在1845年10月，曾有一個叫亞當斯的劍橋大學學生求見，他未予接待。亞當斯留下一封信給他，信中指出在摩羯座可發現一顆9等暗星。艾裏沒有重視這個報告。此報告中指出的也正是這顆新發現的海王星。艾裏又查閱了天文臺的觀測記錄，更為感慨的是，這顆海王星曾兩次被他們記錄下來，只不過當時他們以為是一顆恆星，把它放過了。

海王星是唯一利用數學預測而非觀測發現的行星。天文學家是利用天王星軌道的攝動推測出海王星的存在與可能的位置，所謂的攝動是指:一個天體繞另一個天體按二體問題的規律運動時，受其它天體的吸引或其他因素的影響在軌道上產生的偏差，這些作用與中心體的引力相比是很小的，因此稱為攝動。