1930年，24岁的美国天文学家汤博发现了冥王星。使太阳系的大行星增加到了九颗。但是一直有人认为它算不上大行星。冥王星是九大行星中个子最小，离太阳最远的一个，既使用世界上最大的望远镜观测，它也只有一粒小米般大。冥王星离太阳比地球要远38倍半，它环绕太阳一圈需要248.5年，从它被发现至今，也才转了不到三分之一圈。对这个位于太阳系边缘的行星，目前人类所知甚少。2006年，国际天文组织开会表决，将它排除到大行星之外。然而，关于冥王星究竟该不该算大行星的争论并没有结束。值得一提的是，参与表决的人只占全球天文学家的5%。一些科学家对此次表决所依据的大行星定义也持不同看法。
通常认为冥王星是已知大行星中最外围的一个，也是离太阳最远的一个。其与太阳的平均距离约为59亿公里。冥王星的轨道很偏心，当它运行到近日点附近时，它比海王星离太阳还近。如1979年至1999年期间，冥王星就处于海王星轨道的内侧。由于冥王星离地球的距离太远，甚至用望远镜看去，也总是相当暗淡，其亮度总不大于14星等。冥王星的亮度在6.387日的周期内有规律地发生约12%的变化，表明该行星的表面反射性质不是均匀的，也表明该行星每6.387日自转一周。冥王星的直径约2300公里，约为月球的三分之二。其密度为每立方厘米1.8至2.2克。根据这一密度值，天文学家从理论上推测冥王星的成分大部分是固态甲烷，还有相当数量的较为致密的物质。红外观测有力地表明，冥王星极冠的成分是甲烷冰。这种冰冠有时会延伸到距冥王星赤道半程处。该行星上温度极低的事实支持表面物质均是冻结的说法。据估计，冥王星平均表面温度为零下215到零下228度。在1988年一次冥王星掩星时，观测到它具有一个稀薄而膨胀的大气，其成分是甲烷和相当数量的较重的气体，可能是氮。
冥王星有一个卫星叫卡隆，直径为冥王星的一半，质量为冥王星的六分之一。冥王星卫星绕冥王星转动的周期与冥王星的自转周期相同(6.3867天)，是同步卫星，它在冥王星赤道面上离冥王星约19,000公里的圆轨道上绕冥王星转动。在冥王星上看，巨大的卡隆永远是悬挂在夜空中一动不动。
由于冥王星的大小、质量、自转运动、轨道偏心率等许多物理性质与其他几个外围行星有很大差异，因而科学家认为它可能是在另一种不同的方式下形成和演化的。
冥王星距离地球太远，目前也没有靠近它的探测器。以下照片均为哈勃太空望远镜所拍摄。图像虽然不清楚，但其显示出来的明暗反差却被认为具有错综复杂的冰冻表面。亮区可能主要由氨冰构成，而暗区则可能是由甲烷组成，受到阳光影响的甲烷会变色。图像还显示冥王星像地球一样有极地冰帽，并与其赤道带的暗色相映成趣。
冥王星及卡隆
以上为哈勃太空望远镜拍摄的冥王星图片，是迄今为止最为清晰的。图像显示了冥王星旋转的不同时间所展现的不同面貌。明暗反差如此强烈，说明了其表面地形的复杂。
因为遥远，最早发现冥王星时看到它呈长圆状，于是人们产生怀疑，进而将卡隆与冥王星区分开来。
冥王星的卫星——卡隆
这是未来“新地平线”到达冥王星时的想象图。
2006年1月19日美国东岸时间下午2时00分，卡纳维拉尔角上空云层逐渐散去，气候条件适合发射，“新地平线”1号终在原定发射升空时间迟半小时后，顺利点火发射升空。45分钟后脱离第三段火箭，离开地球引力，朝木星飞去。其航程将途经木星，借用木星引力加速，然后直奔冥王星。预计在2015年7月14日最为接近冥王星。
如果一切顺利按照计划进行，探测船将在2015年3月（即到达前四个月）开始收集冥王星及它的卫星查伦的资料。2015年7月14日，探测船最接近冥王星。届时它将以每秒14公里的速度分别飞抵离冥王星最近处约1万公里、离冥卫一最近处约2.7万公里的位置，对它们进行观测。而在2015年，冥王星离地球的距离是49．2亿公里。届时探测船将在冥王星南半球约9600公里处高速掠过。而查伦当时在冥王星另一侧，探测船需经过冥王星后，回头再探测查伦。探测船飞离冥王星后，观察工作持续十个星期。而一切对冥王星的探测于九个月后结束，观察记录都传送回地球。信息传回地球单程至少需要4小时25分。
“新地平线”耗资13亿美元，发射时探测器重478公斤，携带10.9公斤钚提供能源。
“新地平线”除装载着许多科学仪器外，还搭载了美国国旗、冥王星发现者克莱德·汤博的骨灰和一张CD。CD上刻有曾在“飞向冥王星”网站上收集的45万签名的网友姓名。2015年7月14日，协调世界时11时47分，新地平线号探测器飞越冥王星，最近距离13695公里；速度每秒13.78公里。协调世界时12时01分，飞跃冥卫一，最近距离29473公里，每秒13.87公里。2016-2020年，新地平线号探测器在柯伊伯带中穿行，探测可能的近距离柯伊伯带天体。2029年，新地平线号探测器离开太阳系。目前“新地平线"号以每秒16.26公里（约合每小时58536公里）的速度飞向冥王星。
许多媒体说新地平线号探测器是史上速度最快的航天器，正确的说法应该是人类历史上发射初始速度最快的航天器。事实上美国于1974年和1975年发射的Helios-A和Helios-B探测器，曾创下每秒70.22公里。
