Triton est le principal satellite de Neptune. Découvert le 10 octobre 1846 par  William Lassell, seulement dix-sept jours après la première observation de Neptune elle-même, Triton concentre à lui seul plus de 99,5 % de la masse totale de tout le cortège neptunien. Son diamètre de 2706 kilomètres le rend comparable à la Lune terrestre, bien qu'il en soit légèrement plus grand, et il se classe au septième rang des lunes du Système solaire par la taille. Sa densité, mesurée autour de 2,06 grammes par centimètre cube, suggère une composition interne mixte : un noyau rocheux et métallique représentant environ deux tiers de sa masse, surmonté d'un épais manteau de glace d'eau, le tout enveloppé d'une croûte principalement faite de glace d'azote. Ce qui frappe immédiatement dans l'étude de ce monde, c'est le paradoxe de sa surface : c'est l'un des objets les plus froids du Système solaire, avec une température moyenne de surface qui avoisine -235 °C, et pourtant, il est le théâtre d'une activité géologique étonnamment vive et récente.

L'orbite de Triton est son attribut le plus singulier et la clé de son histoire tumultueuse. Elle est rétrograde, ce qui signifie que le satellite tourne autour de Neptune dans le sens inverse de la rotation de la planète sur elle-même. C'est un cas de figure extrêmement rare pour un corps de cette taille et cela est considéré comme une preuve que Triton ne s'est pas formé à partir du même disque de matière que Neptune, mais fut un objet indépendant de la ceinture de Kuiper, une planète naine semblable à Pluton, qui a été capturé par la gravité imposante de la géante de glace. Cette capture a dû être un événement cataclysmique. L'orbite initiale, probablement très elliptique, se serait progressivement circularisée sous l'effet des forces de marée, un processus qui a engendré une chaleur interne colossale par friction. Cette énergie a vraisemblablement fait fondre et différencier l'intérieur du satellite, et ses effets sont encore visibles aujourd'hui. L'orbite actuelle est quasi parfaitement circulaire et fortement inclinée d'environ 23 degrés par rapport à l'équateur de Neptune. Une conséquence lointaine et inéluctable de cette configuration est que Triton, freiné par les interactions de marée, se rapproche lentement de sa planète. Dans plusieurs milliards d'années, il franchira la limite de Roche et sera déchiqueté, formant potentiellement un système d'anneaux spectaculaires qui surpassera ceux de Saturne.

La surface de Triton, révélée par le survol de la sonde Voyager 2 en août 1989, présente un paysage géologiquement jeune et extraordinairement diversifié, à peine cratérisé, ce qui indique un renouvellement constant ou très récent. L'élément le plus emblématique est sans conteste ce qu'on appelle le terrain en peau de cantaloup, une vaste région située principalement dans l'hémisphère occidental. Il s'agit d'un réseau dense de cuvettes et de crêtes entrecroisées, formant des cellules de 20 à 30 kilomètres de diamètre, qui sont probablement le résultat de la remontée lente de diapirs de glace plus chaude et moins dense à travers une croûte de glace d'azote rigide et cassante. L'ensemble du relief reste peu marqué, avec des variations topographiques n'excédant guère le kilomètre, conférant à de vastes étendues un aspect gaufré et lisse. Contrastant avec ce terrain, on observe de grandes plaines lisses probablement formées par des épanchements cryovolcaniques, c'est-à-dire des "laves" composées d'un mélange d'eau et d'ammoniac agissant comme antigel, qui se sont répandues avant de geler. Plus rares mais saisissants, des lacs aux bords en terrasses témoignent d'anciennes mers d'azote liquide aujourd'hui solidifiées.

L'aspect le plus remarquable de la géologie tritonienne, qui en fait un monde dynamique, réside dans son cryovolcanisme actif. Voyager 2 a photographié des panaches sombres s'élevant verticalement jusqu'à 8 kilomètres d'altitude avant d'être rabattus par des vents ténus et de former de longues traînées sombres à la surface, s'étirant sur plus de 150 kilomètres. Ces geysers ne crachent pas de la roche en fusion, mais un mélange de gaz azote et de fines particules de matière organique sombre, produites par l'irradiation du méthane en surface. Le mécanisme le plus communément admis n'est pas une éruption explosive interne, mais un effet de serre solide : la glace d'azote, transparente comme du verre, laisse passer la faible lumière du Soleil qui chauffe un substrat plus sombre situé juste en dessous. Ce réchauffement provoque la sublimation de l'azote piégé, dont la pression finit par fracturer la couche de glace et s'échapper en un jet cataclysmique. Ce phénomène fait de Triton l'un des rares corps du Système solaire, avec la Terre, Io et peut-être Vénus et Encelade, à montrer une activité géologique en temps réel.

L'atmosphère de Triton est un reflet direct et extrême de sa température de surface. Elle est extrêmement ténue, avec une pression au sol d'environ 14 microbars, soit 70.000 fois moins dense que celle de la Terre. Elle est composée presque exclusivement d'azote moléculaire, à l'image de celle de la Terre, avec des traces infimes de méthane près de la surface. Cette atmosphère n'est d'ailleurs pas permanente; elle est en équilibre avec les glaces de surface. Lorsque le pôle sud de Triton, qui faisait face au Soleil lors du survol de Voyager 2, se réchauffe légèrement, la glace d'azote se sublime, augmentant temporairement la densité atmosphérique. Les saisons y sont extrêmes et durent des décennies. On y observe une brume photochimique ainsi que des nuages ténus d'azote et de méthane glacés. La température étonnamment homogène de la haute atmosphère, mesurée par occultation radio, fut l'une des premières énigmes révélées par la sonde. L'ionosphère est, elle, Ãremarquablement dense pour un monde aussi froid, ce qui constitue un autre mystère non totalement élucidé, probablement lié à des processus de magnétosphère ou de précipitations de particules chargées.

L'histoire de Triton est intimement liée à la question des mondes-océans. Les modèles de l'évolution de son orbite après la capture suggèrent que la dissipation des forces de marée a pu générer assez de chaleur pour maintenir un océan d'eau liquide, probablement mélangée à de l'ammoniac, enfoui sous la croûte de glace, durant des milliards d'années. Cet océan pourrait exister encore aujourd'hui. L'inclinaison orbitale élevée et la circularité de l'orbite actuelle, qui limitent l'intensité du réchauffement par marée, obligent à invoquer une source de chaleur additionnelle, comme la désintégration d'éléments radioactifs dans le noyau rocheux, pour expliquer son éventuelle pérennité. Si cet océan souterrain est confirmé et interagit avec le noyau, il pourrait constituer un environnement potentiellement habitable, avec une chimie complexe, faisant de ce satellite capturé une cible prioritaire pour les futures missions d'exploration spatiale.