Plutón fue descubierto en 1930 por Clyde Tombaugh durante la búsqueda realizada por varios astrónomos con objeto de encontrar un nuevo objeto celeste que pudiera explicar las perturbaciones de la órbita de Urano, las cuales no podían ser explicadas en su totalidad únicamente por la presencia de Neptuno. El nuevo astro se desplazaba a una distancia media de 39,5 unidades astronómicas del Sol y, aunque seguía una órbita demasiado excéntrica e inclinada, nadie dudó un solo momento en considerarlo el noveno planeta.

Sin embargo el diámetro de Plutón se estima en tan sólo unos 2.300 kilómetros, lo que lo hace sensiblemente menor que los mayores satélites del Sistema Solar, incluida la Luna. Durante las cuatro décadas posteriores a su descubrimiento se establecieron más detalles sobre su composición. En 1978 James Christy observó imágenes que indicaban que poseía una luna, Caronte.

El descubrimiento de Caronte cambió radicalmente la visión de Plutón, permitiendo obtener más datos sobre su densidad. Se sabe ahora que en realidad Plutón no es un objeto aislado, sino que su movimiento está sincronizado con el de Caronte, que tiene un diámetro de casi la mitad del tamaño de Plutón -la relación de masas es de aproximadamente 1 a 7, la más elevada del Sistema Solar exceptuando algunos asteroides-, girando ambos astros en torno a su centro de masa común una vez cada 124 años, mostrándose siempre la misma cara. Se trata del único caso conocido de una pareja sincrónica, un auténtico planeta doble, algo comparable desde el punto de vista dinámico a las estrellas binarias.

Gracias a Caronte se pudo calcular también con exactitud la masa real de Plutón, descubriéndose que ésta era muy inferior a la estimada. De hecho, su densidad es de sólo 1,1 gramos por centímetro cúbico, lo que indica que debe de estar compuesto de materiales muy ligeros, hielos principalmente, similares a los que constituyen los cometas. Se le supone ahora a Plutón una masa compuesta fundamentalmente por nitrógeno, hielo de metano y monóxido de carbono, con restos de amoníaco e hidrógeno. Plutón poseería así, al igual que los cometas, una tenue atmósfera formada al volatilizarse esos gases durante la proximidad al Sol, la cual volvería a congelarse de nuevo al alejarse el planeta hacia el exterior del Sistema Solar.

El sistema de satélites de Plutón, formado por un total de 5 cuerpos, se completa con Nix e Hidra, descubiertos en 2005, y con Cerbero y Estigia, descubiertos en 2011 y 2012 respectivamente. Todos ellos son de pequeño tamaño incluso en comparación con su hermano mayor, ya que sus respectivos diámetros no exceden de algunas decenas de kilómetros y tan sólo Hidra rebasa ligeramente los cien.

A mediados de julio de 2015 la sonda New Horizons sobrevoló Plutón a tan sólo 12.500 kilómetros de su superficie, mostrando una inusitada ausencia de cráteres que, junto con otros detalles morfológicos, parece confirmar la existencia de una actividad geológica inesperada fruto de la cual serían unas regiones relativamente jóvenes.

Por otra parte, estos nuevos datos han llevado a la conclusión de que el sistema Plutón-Caronte no posee la masa necesaria para causar las perturbaciones orbitales observadas en la órbita de Urano. Por lo tanto ¿existe acaso otro objeto de mayor masa? Son muchas las teorías que se han postulado al respecto, pero de hecho ese hipotéticoPlaneta X nunca se ha llegado a descubrir, aunque en los últimos años se han descubierto un buen número de objetos transneptunianos que, al igual que Plutón, se desplazan por las regiones más remotas del Sistema Solar. Aunque algunos llegan a igualarle o incluso superarle en tamaño, todavía no se ha encontrado ninguno que pueda ser considerado como un verdadero planeta.

Paradójicamente, el descubrimiento de los transneptunianos llevó a cuestionar la categoría de planeta asignada a Plutón desde su descubrimiento, ya que muchos astrónomos preferían considerarlo como un asteroide más aunque, eso sí, el de mayor -o uno de los de mayor- tamaño de todos ellos. Tras años de controversia, la Unión Astronómica Internacional excluyó a Plutón como planeta de pleno derecho del Sistema Solar en agosto de 2006, asignándole el humillantemente alto número 134.340 del catálogo de planetas menores e integrándolo en la nueva categoría de planetas enanos, intermedia entre los verdaderos planetas y los asteroides, junto con Ceres y varios de los transneptunianos de mayor tamaño -Eris, Haumea y Makemake-, algunos de magnitud equiparable o superior incluso a la del propio Plutón.