Vệ tinh Proteus là vệ tinh lớn thứ hai của Sao Hải Vương. Nó có đường kính khoảng 420 kilomet, lớn hơn cả vệ tinh Nereid, vệ tinh thứ hai được phát hiện. Nó không được phát hiện qua các kính viễn vọng đặt trên Trái Đất bởi vì nó ở gần Sao Hải Vương tới nỗi nó mất đi ánh sáng phản xạ lại ánh sáng mặt trời.[7] Bề mặt của vệ tinh Proteus tối—xuất phản chiếu hình học vào khoảng 10%. Màu sắc bề mặt của nó thì trung lập vì năng suất phản xạ không thay đổi đáng kể với bước sóng từ tím sang xanh lá.[7] Dưới tia hồng ngoại khoảng 2 μm bề mặt Proteus trở nên ít phản chiếu hơn, hướng tới khả năng xuất hiện một hợp chất hữu cơ phức tạp ví dụ như hiđrôcacbon hoặc xyanua. Những hợp chất này có thể chịu trách nhiệm cho suất phản chiếu thấp của các vệ tinh bên trong của Sao Hải Vương. Mặc dù vệ tinh Proteus thường được các nhà khoa học nghĩ rằng chứa một lượng quan trọng nước đá, nó vẫn chưa được phát hiện ra dưới kinh quang phổ trên bề mặt.[10]

Hình dạng của vệ tinh Proteus thì gần giống một khối cầu với bán kính vào khoảng 210 km, mặc dù sự sai lệch đi so với hình dạng khối cầu là lớn—lên tới 20 km; các nhà khoa học tin rằng nó cũng lớn bằng một thiên thạch mà khối lượng riêng của nó có thể mà không bị kéo thành một hình dạng cầu hoàn hảo bởi chính trọng lực của nó.[4] Vệ tinh Mimas của sao thổ có hình dạng elip dù hơi nhẹ hơn cả vệ tinh Proteus, có lẽ là do nhiệt độ cao hơn gần Sao Thổ hoặc nhiệt thủy triều.[4] Proteus hơi kéo dài về hướng Sao Hải Vương, mặc dù hình dạng tổng thể của nó thì gần với một hình đa diện bất thường hơn là một ellipsoid ba trục. Bề mặt Proteus có một vài mặt phẳng hoặc mặt hơi lõm có đường kính từ 150 tới 200 km. Chúng chắc là những hố va chạm bị xuống cấp.[2]

Vệ tinh Proteus bị va chạm nặng nề, không cho thấy một dấu hiệu nào của bất cứ sự biến đổi về mặt địa chất.[7] Hố va chạm lớn nhất, Pharos, có đường kính từ 230 tới 260 km.[4] Độ sâu của nó vào khoảng 10–15 km.[2] Hố va chạm này vòm ở chính giữa ở đáy của nó với chiều cao vài kilomet.[2] Pharos là đặc điểm bề mặt duy nhất được đặt tên trên vệ tinh này: cái tên này là tiếng Hy Lạp và chỉ hòn đảo nơi Proteus trị vì.[11] Ngoài Pharos ra, có một vài hố va chạm có đường kính khoảng 50–100 và nhiều cái khác nữa có đường kính dưới 50 km.[2]

Địa mạo thứ hai tìm thấy trên vệ tinh là các đặc điểm chiều dài như vách đá, thung lũng và rãnh khe. Cái nổi trội nhất chạy song song với xích đạo cho tới phía tây Pharos. Những đặc điểm này có khả năng được tạo ra như là kết quả của các va chạm khổng lồ, thứ đã tạo nên Pharos và các hố va chạm lớn khác hoặc là kết quả của áp lực thủy triều từ Sao Hải Vương.[2][4]