Triton possède une atmosphère ténue, composée essentiellement d'azote et en moindre proportion de méthane, mais suffisante pour permettre l'existence de vents soufflant toujours dans la même direction. C'est cet azote qui se condense sur la surface sous forme de glace et la rend si brillante.

Triton n'a été observé de près que par la sonde Voyager 2, en 1989. Aucun projet de mission future ne lui est consacré.

Enfin, l'origine de ce satellite reste à ce jour une question ouverte. Son orbite particulière laisse penser qu'il ne se serait pas formé près de Neptune mais dans la ceinture de Kuiper, avant d'être capturé par la planète géante. Triton serait alors assez similaire à la planète naine Pluton qui est actuellement considérée comme faisant partie de la ceinture de Kuiper.

La couleur d'ensemble de la surface est blanche avec une légère teinte rosâtre par endroits. La surface de Triton peut être divisée en deux parties distinctes. L'hémisphère Sud est plus brillant et l'hémisphère Nord plus sombre, donc plus rose/rouge. La teinte blanche est due à de la glace d'azote et la couleur rose à la glace de méthane qui prend cette couleur suite à une exposition à la lumière solaire.

Lorsque Voyager 2 est passé près de Triton, c'était le printemps dans l'hémisphère Sud. Celui-ci était marqué par la présence d'une calotte d'azote très étendue (jusqu'au niveau de l'équateur) commençant à peine à se sublimer. L'équateur est d'ailleurs marqué par une zone plus brillante encore que les terrains de l'hémisphère Sud et composée de l'azote qui s'est condensé en dernier lieu. Cette zone équatoriale marque ainsi une frontière assez nette entre les deux types de surface (voir photo 1).

L'hémisphère Nord et la zone équatoriale présentent des caractéristiques indiquant une surface jeune (moins de 2 milliards d'années): Les cratères sont de petites tailles et peu nombreux et il existe des stries semblables à des grabens indiquant l'existence d'une activité interne. Dans l'ensemble la topographie de l'hémisphère Nord est irrégulière lorsqu'on l'observe avec une haute résolution.

Mais l'aspect de certaines zones de l'hémisphère Nord et de l'équateur est assez étrange et n'a aucun équivalent connu dans le système solaire. Il s'agit de dépressions circulaires de 30 à 50 km de larges séparées par des crêtes rugueuses. Il ne peut s'agir de cratères d'impacts à cause de la régularité de la taille des dépressions et de leur éloignement, leur origine exacte reste donc inconnue mais est très probablement le signe de cette activité interne. On appelle ces zones région Cantaloupe (voir photo 2).

A côté de cette région étrange, on trouve des dépressions qui pourraient être les vestiges d'anciens grands cratères d'impacts qui ont été modifiés par l'écoulement, la fonte et l'effondrement des matériaux de la surface (voir photo 3). Plusieurs épisodes de remplissages et de vidages successifs semblent s'être produits. Au centre du bassin situé au milieu de la photo, on observe une zone rugueuse qui pourrait être une éruption récente de matière.

Les failles/grabens traversent la région Cataloupe, elles font 35 km de large. La crête au centre des grabens serait de la glace remontant à partir du fond de ces grabens (voir photo 4). Ces failles sont la preuve de l'existence d'une activité tectonique.

L'hémisphère sud est globalement plus lisse mais comporte plusieurs petits volcans qui laissent également à penser à l'existence d'une activité interne. Les matériaux sombres (Azote additionné d'un peu de carbone et de méthane) sont originaires de profondeurs proches de la surface et sont éjectés par de petits cratères jusqu'à une hauteur de 8 km. Ils sont ensuite soufflés dans la même direction par les vents dominants (voir photo 5). Sur cette photo, on observe 50 de ces petites fumerolles. Il ne faut pas penser qu'il s'agit de 50 volcans actifs simultanément, il s'agit en fait des traces au sol laissées par chaque petit volcan et seulement 4 geysers en activité ont été repérés sur les clichés de Voyager 2. Ces traces au sol font quelques km de large pour plusieurs centaines de km de long. La durée de vie des geysers serait de 1 à 5 années terrestres.

Le cryovolcanisme de Triton est surprenant vu la distance qui le sépare du Soleil et la faible température de surface. Pour expliquer l'activité interne actuelle de Triton et ses caractéristiques de surface, il faut envisager une composition particulière et une structure interne différenciée.

On peut aussi remarquer que le cycle des saisons a une importance particulière dans le cas de Triton, puisque les geysers n'ont été observés que dans l'hémisphère Sud, au printemps. Un chauffage interne dû aux désintégrations radioactives dans le noyau de silicates de Triton est parfois considéré nécessaire en plus de l'énergie solaire, pour atteindre le point de fusion du mélange azote/méthane/carbone sous la surface. La chaleur serait transmise du noyau rocheux à un manteau de glace d'eau, puis à la couche glacée de surface composée des matériaux volatiles, entraînant l'apparition des geysers.

Dans certains modèles, le noyau aurait un rayon d'environ 1000 km et compterait pour 70 % de la masse totale. L'existence d'un océan interne d'eau, éventuellement additionnée d'ammoniac, est parfois envisagée. Cet océan serait situé à une profondeur de 20 km.

Si on compare la taille de Triton avec les dimensions des satellites d'Uranus, on s'aperçoit que ce satellite est particulièrement imposant pour une planète gazeuse de taille moyenne. De plus l'orbite de Triton est irrégulière, c'est-à-dire que son inclinaison est élevée et effectue son mouvement dans le sens rétrograde (dans le sens contraire à celui de la rotation de Neptune). Les satellites qui se forment à partir d'un disque de matière en orbite autour de leur planète ont une inclinaison proche de 0 et une orbite prograde (dans le sens de la rotation de leur planète qui est le même que le sens de rotation du disque de matière...).

Il est alors quasi certain que Triton ne s'est pas formé près de Neptune mais sur une orbite héliocentrique distincte et que suite à un ou plusieurs événements perturbateurs, il a été capturé par l'attraction gravitationnelle de Neptune. Les événements qui amènent à la capture de satellites par les planètes géantes sont en général les suivants:

• L'atmosphère des planètes gazeuses au début de leur formation était parfois beaucoup plus étendue qu'actuellement, grâce à la chaleur libérée lors du processus d'accrétion. Cette atmosphère aurait alors pu entrainer un freinage des corps évoluant sur des orbites pas trop éloignées, par frottement.
• Une augmentation brusque de la masse de la planète, lors du processus d'accrétion, peut perturber la trajectoire des corps aux alentours.
• Les interactions gravitationnelles et les collisions avec le système des satellites réguliers déjà formés ou des collisions avec d'autres planétésimaux sur orbite héliocentrique pourrait amener le futur satellite à se faire capturer.

Mais il est difficile d'expliquer la situation de Triton à partir d'une de ces hypothèses. Neptune s'est formée lentement et n'a jamais eu d'atmosphère extrêmement étendue, ce qui élimine les deux premières hypothèses. Enfin, la masse de Triton est telle qu'il est peu probable qu'il ait pu être suffisamment perturbé par les satellites existants ou par d'autres planétésimaux.

Une quatrième explication a été élaborée sur mesure pour Triton:

Selon ce scénario, Triton est au départ un des deux éléments d'un couple similaire à celui formé par Pluton-Charon. Ce couple passe alors à proximité de Neptune, avec une vitesse du centre de masse relativement lente par rapport à Neptune. Mais chaque composante du couple ayant également sa vitesse propre par rapport au centre de masse, un des deux corps aura alors une vitesse propre par rapport à Neptune plus faible que la vitesse d'échappement associée à l'attraction de Neptune. Ce corps, Triton, devient alors prisonnier de Neptune et se satellise tandis que l'autre poursuit son chemin.

Pour que ce modèle soit valide il faut que le disque d'accrétion dans lequel Neptune s'est formé contienne beaucoup de corps de tailles comparables à celles de Triton ou de Pluton, ce qui est possible. Il faut également qu'une fraction non négligeable de ces corps aient été liés sous forme de couple. C'est aussi possible puisque les observations de la ceinture de Kuiper, ce qui reste du disque d'accrétion du système solaire, montrent qu'environ 10 à 15 % des objets qui y évoluent sont binaires (le couple Pluton-Charon est le principal exemple).