早期的太阳系中有着比较混乱的空间环境，很多天体发生相互碰撞并改变了对方的轨道，科学家推测海卫一起源于柯伊伯带，这是一个位于海王星轨道之外的中空圆盘状宇宙空间，当巨大的天体进入海王星的引力范围之内时，被其引力所捕获。在最初捕获海卫一时，其运行在一个高椭圆、偏心率的轨道上，较大的偏心率使得海卫一受到较强的行星潮汐力作用，该机制中会造成能量的损失。
而这些损失的能量就转化为热量并作用于海卫一，可以融化海卫一内部一定深度的冰冷物质，形成位于表面冰封世界下的海洋。能量损失同时也会改变海卫一的轨道，使其偏心率降低，接近一个较为完美的圆轨道。除了行星潮汐作用对海卫一某个深度的冰物质进行加热外，科学家还发现其内部存在另一个加热源，即天体内部放射性同位素衰变过程所释放出的能量，这个热源甚至可维持数十亿年之久。科学家通过计算发现放射性同位素衰变产生的能量是潮汐作用加热机制的数倍，但该热量还不足以维持海卫一固态表面下的海洋保持45亿年的液态环境。
行星潮汐力的效应位置处于海卫一冰层壳体的底部，由于早期海卫一的轨道具有较大的偏心率，因此潮汐作用比现在更强，由此得出的过去的某个时期，海卫一内环境的受热效应是较为强大的。科学家对海卫一建立了一个内环境模型，该卫星由70%至80%的岩质构成，其余物质为水冰等，在最外层就是甲烷和氮冰物质，这个情况与冥王星较为类似。当海卫一被海王星引力捕获之后，科学家调查了该天体的轨道是如何转变为几乎圆形的轨道，通过对轨道演化的时间计算，发现如果海卫一冰壳之下是液态海洋的话，那么至今这片海洋依然存在。
