Amerikāņu astronoms Persivals Louels novēroja Neptūna un Urāna orbītas un secināja, ka tās ietekmē vēl kādas, līdz šim neatklātas planētas gravitācija (mūsdienās tiek pieņemts, ka Louela novērotās tālo planētu orbitālās kustības nobīdes bija mērījumu kļūdas nevis tālākas planētas gravitācijas ietekme). Jau 1915.gadā Louels aprēķināja Planētas X atrašanās vietu, bet tā arī nepiedzīvoja tās atklāšanu 1930.gada 18.februārī, kad Klaids Tombo, kas strādāja Louela vārdā nosauktajā observatorijā, pamanīja fotoplatēs niecīgo gaismas punktiņu.

Kad ziņa par jauno planētu pāršalca pasauli, Louela observatorija saņēma vairāk kā 1000 ierosinājumu, kā nosaukt devīto planētu. Par vislabāko kandidātu tika atzīts tobrīd 11 gadus vecās Venēcijas Bērnijas variants – Plutons. Tā 1930.gada 1.maijā jaunatklātā planēta tika nodēvēta par godu pazemes valdniekam sengrieķu mitoloģijā, vienlaikus godinot Persivālu Louelu, kura vārda un uzvārda pirmie burti ir iekļauti Plutona nosaukumā.

Sākotnējie aprēķini liecināja, ka Plutons ir aptuveni tikpat masīvs kā Zeme. 1948.gadā veiktie pētījumi samazināja tā masu līdz Marsa apmēriem, bet 1976.gadā, pētot Plutona gaismas atstarošanas spēju, tika secināts, ka tā masa nevar būt lielāka par 1% no Zemes masas. Daudz precīzākus aprēķinus izdevās veikt pēc 1978.gada, kad tika atklāts Plutona pirmais pavadonis – Hārons. Tika noteikts, ka Plutona masa ir 0,2% no Zemes masas.

Līdz 1990.gadu sākumam Plutona kā planētas statuss bija stabils. Teleskopiem kļūstot arvien jaudīgākiem, tika atklāti jauni Plutona izmēra objekti Koipera joslā. 2005.gada 29.jūlijā tika paziņots par Erīdu – objektu, kas riņķo Koipera joslā, bet ir masīvāks nekā Plutons. Šis fakts tika uzskatīts par spēcīgu argumentu, lai Plutonam tiktu atņemts planētas statuss, kas arī tika izdarīts 2006.gada 24.augustā, kad Starptautiskā Astronomijas savienība pieņēma trīs kritērijus, pēc kuriem nosaka, vai objekts ir planēta vai nē.

Kritēriji ir sekojoši:

  • Objektam ir jāriņķo ap Sauli
  • Objektam ir jābūt pietiekami masīvam, lai tas būtu apaļš
  • Objekta orbītā vai tās tuvumā nedrīkst atrasties līdzīga izmēra objekti

Ja objekts atbilst visiem trim kritērijiem – tā ir planēta, ja tikai pirmajiem diviem – pundurplanēta. Oficiāli Plutonam tika piešķirts pundurplanētas kataloga numurs 2006.gada 13.septembrī, tomēr daļa zinātnieku uzskata, ka Plutonam vajadzēja atstāt planētas statusu, pat, ja tas neatbilst minētajiem kritērijiem.

Plutons ap Sauli riņķo pa izstieptu elipsveida orbītu, tuvākajā punktā atrodoties 30 astronomisko vienību (4,4 miljardi km) attālumā jeb nedaudz tuvāk nekā Neptūns, bet tālākajā orbītas punktā aptuveni 49 astronomisko vienību (7,4 miljardi km) attālumā no Saules. Vienu orbītu ap Sauli tas veic 248 gadu laikā. Vienu reizi ap savu asi Plutons apgriežas aptuveni 6 Zemes stundās.

Pētījumi liecina, ka Plutonam ir ciets kodols, kurš aizņem aptuveni 70% no Plutona tilpuma. Virs tā atrodas vairāk nekā 100 kilometrus biezs ūdens ledus slānis.  Iespējams, ka kodolam tuvākā daļa atrodas izkusušā stāvoklī. Savukārt virsmu pamatā veido slāpekļa ledus ar nelielu metāna un oglekļa monoksīda piejaukumu. 2015.gadā, kad kosmiskais aparāts New Horizons palidoja garām Plutonam, uz pundurplanētas tika atklāti kalni, kas pamatā veidoti no ūdens ledus. Ūdens ledus pie -235oC temperatūras, kāda valda uz pundurplanētas virsmas, ir ciets kā akmens.

Kad Plutons atrodas tuvāk Saulei, uz tā virsmas esošais ledus kūst un pārvēršas gāzēs, kas izveido retinātu atmosfēru, kas pamatā sastāv no slāpekļa ar nelielu metāna piejaukumu. Plutonam attālinoties no Saules, atmosfēra sasalst un izkrīt uz virsmas sniega veidā.

Līdz New Horizons pārlidojumam par Plutona virsmu bija zināms ļoti maz. Pat ar visjaudīgākajiem teleskopiem uz Zemes nebija iespējams iegūt pietiekami detalizētus attēlus. Līdz ar to pārlidojumā iegūtie dati izrādījās milzīgs pārsteigums – gan slāņainā atmosfēra, gan krasi atšķirīgie virsmas apgabali pēc krāsas, struktūras un vecuma. New Horizons dati palīdzēja precizēt arī Plutona un tā pavadoņu izmērus. Pundurplanētas diametrs ir aptuveni 2400 km.

Ievērojamākie virsmas veidojumi ir Tombo reģions jeb “Sirds” – milzīgs, balts apgabals, kuram raksturīga jauna virsma. Tā rietumu mala tiek dēvēta par Sputnik Planitia. Šajā līdzenumā ir vērojami veidojumi, kas liecina par ledāju plūšanu un konvekciju, kas pārveido un atjauno virsmu. Fakts, ka tur nav novērojami krāteri, norāda, ka virsma varētu būt jaunāka par 10 miljoniem gadu.

Pilnīgi pretējs gan krāsas, gan vecuma ziņā ir Ktulhu apgabals, kas ir viens no tumšākajiem uz Plutona. Iespējams, ka tumšo nokrāsu rada darvai līdzīgu ogļūdeņražu izgulsnēšanās uz virsmas, kas veidojas Saules ultravioletajam starojumam iedarbojoties uz atmosfērā esošo metānu un slāpekli. Tā kā šajā apgabalā atrodas daudz krāteru, tiek lēsts, ka tas ir vairāk nekā miljards gadu sens.

Plutonam ir pieci zināmi pavadoņi, no kuriem lielākais ir Hārons. Tas tika atklāts 1978.gadā. Četri mazākie pavadoņi – Nikte, Hidra, Kerbers un Stiksa ir atklāti, veicot novērojumus ar Habla teleskopu pēc 2000.gada.

Hārona diametrs ir aptuveni 1200 kilometri un tā masa ir ⅛ daļa no Plutona masas. Abi ķermeņi ir vērsti viens pret otru ar vienu un to pašu pusi. Tā kā Hārons ir tik masīvs , Hārona-Plutona sistēmas smaguma centrs atrodas ārpus Plutona. New Horizons attēlos redzams, ka Hārona ziemeļpolu klāj tumšs materiāls. Visticamāk tie ir darvai līdzīgie ogļūdeņraži, kas no Plutona atmosfēras ir nosēdušies uz Hārona virsmas, kurā dominē ūdens ledus. Uz Hārona atrodas arī iespaidīgs kanjons – Serenity Chasma, kas stiepjas vairāk nekā 1000 km garumā ekvatora apvidū.

Pārējie Plutona pavadoņi ir nelieli un riņķo divas līdz četras reizes tālāk nekā Hārons, kurš atrodas aptuveni 20 000 km attālumā no Plutona. Visu četru mazo pavadoņu forma ir neregulāra. Ap Plutonu tie riņķo ļoti haotiski, jo mazos objektus būtiski ietekmē Hārona un Plutona sistēmas gravitācija.

Visticamāk, ka Plutona pavadoņu sistēma ir izveidojusies masīvas sadursmes rezultātā. Orbītā izmestajām atlūzām salīpot kopā, izveidojās Hārons un mazie pavadoņi, kuri sākotnēji ir atradušies tuvāk Plutonam. Hārona orbītai samazinoties, mazie pavadoņi ir aizmigrējuši tālāk prom no Plutona.