Is de buitenste planeet van ons zonnestelsel, in 1930 door C.W. Tombaugh op de Lowell-sterrenwacht te Flagstaff in Arizona ontdekt. Reeds omstreeks 1900 wees de stichter van de sterrenwacht te Flagstaff, Percival Lowell, op het mogelijk bestaan van een planeet buiten de baan van Neptunus. In 1906 begon hij de posities van duizenden lichtzwakke sterren fotografisch vast te leggen om te onderzoeken of hier zich de planeet onder bevond. Na een speurwerk van tien jaar, waarbij niets werd gevonden, werd het onderzoek door de dood van Lowell stopgezet. Na het gereedkomen van een fotografische kijker met een opening van 33 cm werd het speurwerk in 1929 door C.W. Tombaugh voortgezet. Door de gebieden langs de equator systematisch te fotograferen en de opnamen met elkaar te vergelijken door middel van een blinkcomparator werd de kleine, zeer zwakke planeet ten slotte in 1930 ontdekt. Naar de beginletters van Percival Lowell werd de nieuwe planeet Pluto genoemd.

1. Baan en rotatie
De halve grote as van de baan van Pluto om de zon is 39, 53 maal die van de aardbaan en 1,3 maal zo groot als die van de baan van Neptunus. De excentriciteit is echter zo groot (0,249), dat de planeet zich in een gedeelte van haar baan dichter bij de zon bevindt dan Neptunus. Dit is in de periode 1979-1999 het geval. De omlooptijd bedraagt 247, 2 jaar. Aangezien de omlooptijd van Neptunus 164,8 jaar bedraagt, verhouden de omlooptijden van Neptunus en Pluto zich als 2.:.3. Wanneer Pluto dus tweemaal om de zon is gedraaid, heeft Neptunus dat in dezelfde tijd driemaal gedaan. Dankzij deze resonantie komt Pluto niet in een gevaarzone van Neptunus en kan hij in een stabiele baan blijven. De baan maakt een vrij grote hoek met de ecliptica (17°09¢); geen van de andere planeten vertoont zo'n grote baanhelling. De helderheid van de planeet is ca. 4000 maal minder dan de zwakste sterren die men met het blote oog kan waarnemen.
Zelfs in een grote telescoop vertoont Pluto nog geen schijfje, waardoor men lange tijd heel weinig over de planeet te weten kon komen. De rotatietijd heeft men uiteindelijk kunnen afleiden uit periodieke veranderingen in de schijnbare helderheid, veroorzaakt door verschillen in het reflecterend vermogen van het oppervlak. De rotatietijd, 6,3872 dagen, blijkt veel langer dan die van bijv. Aarde, Mars of Jupiter.

2. Satelliet
In 1978 werd door James W. Christy van het US Naval Observatory (Verenigde Staten) bij Pluto een maan ontdekt, die de naam Charon kreeg. Deze satelliet draait op een afstand van 19!000 km in een cirkelvormige baan om Pluto, in een tijd die precies gelijk is aan de rotatietijd van de planeet. Dit wijst er op dat óók Charon in die tijd om zijn as draait en dus steeds dezelfde kant naar Pluto gericht houdt. Pluto en Charon vormen in dit opzicht een uniek dynamisch systeem, dat het einde moet zijn van een lange periode van getijdewerking.
2.1 Massa en diameter
Dankzij deze maan kon men de massa van Pluto nauwkeurig bepalen. Deze massa wordt nu geschat op 1, 3 × 1022 kg en die van Charon op 1,8 × 1021 kg. Gezamenlijk hebben zij een massa van ca. 1/460 van die van de aarde, ofwel 1/6 van die van de maan. De diameter van Pluto wordt geschat op 2300 km en die van Charon op 1200 km. Neemt men voor beide dezelfde dichtheid aan, dan bedraagt die 2,0. Deze dichtheid is groot vergeleken met die van de andere satellieten in ons zonnestelsel. Pluto heeft twee kleine poolkappen en een brede, grijze equatoriale band, terwijl de kleur van Pluto roder is dan die van Charon.

3. Atmosfeer
Op 9 juni 1988 schoof Pluto voor een zwakke ster in het sterrenbeeld Vissen langs, een verschijnsel dat vanuit verschillende plaatsen op aarde werd waargenomen. Uit het af- en weer toenemen van de helderheid van Pluto kon men afleiden dat deze planeet een atmosfeer moet hebben, die uit minstens twee verschillende lagen bestaat: een sluierlaag, met daarboven een uitgebreide doorzichtige laag die zich tot op 350 km hoogte uitstrekt. De atmosfeer van Pluto bestaat waarschijnlijk grotendeels uit methaan. Aan het oppervlak heerst een druk van ca. 3 microbar (3 miljoenste van de druk op aarde). De atmosfeer is waarschijnlijk een periodiek fluctuerend verschijnsel, samenhangend met de sterk elliptische baan van Pluto om de zon. In de jaren tachtig en negentig staat Pluto het dichtst bij de zon en verdampt er wellicht heel wat meer methaanijs aan het oppervlak dan wanneer de afstand tot de zon groter is. Pluto gedraagt zich in dit opzicht enigszins als een komeet. In feite is Pluto dan ook geen 'echte' planeet, maar het grootste lid van een schare ijswerelden buiten de baan van Neptunus, in de zogeheten Kuipergordel.

4. Oppervlak
Men denkt dat de oppervlaktelaag van Pluto waarschijnlijk grotendeels uit methaanijs bestaat en en paar kilometer dik is. Ook ijs van koolmonoxide en kooldioxide zouden er aanwezig kunnen zijn. Eronder is een mantel van waterijs tot op een diepte van enkele honderden kilometers. Gezien zijn vrij hoge gemiddelde dichtheid zou Pluto ook veel waterhoudend gesteente moeten bevatten. Deze gesteentekern maakt misschien 70 à 80% van de totale massa van de planeet uit.