Fino al 24 agosto 2006 Plutone è stato il nono pianeta del Sistema Solare, poi è stato "declassato" a nanopianeta in quanto "non ha raccolto in sè tutto il materiale vicino alla sua orbita". È più piccolo della Luna ed, all'afelio, è due volte più lontano dal Sole di Urano, cioè 7900 milioni di km, al perielio la sua distanza è si 4500 milioni di km; quindi la distanza media dal Sole è di 6200 milioni di km. Plutone ha un periodo di rivoluzione di 248.54 anni terrestri, un periodo di rotazione di 6.39 giorni terrestri e un asse di rotazione inclinato di 122.5o sul piano orbitale: si ipotizza che ciò possa produrre cicli stagionali anomali, come per Urano. La massa di Plutone è pari a 2.2 millesimi di quella terrestre, cioè 1.29x1022kg, ed ha un diametro di 2306 km.

La scoperta di Plutone è da considerarsi oggi più il frutto di un "caso" che dell'accurata analisi di Percival Lowell e William Henry Pickering, che ne ipotizzarono l'esistenza sulla base delle piccole perturbazioni osservate nelle orbite di Urano e Nettuno, perturbazioni già note fin dall'inizio del Novecento. Plutone fu scoperto il 18 febbraio 1930 da C.W. Tombaugh grazie al nuovo telescopio a grande campo dell'Osservatorio Lowell, in Arizona. Poiché si trovava nella posizione prevista dai calcoli si pensò di avere trovato il corpo perturbatore, ma col passare degli anni la stima della massa di Plutone si è andata riducendo sempre più, ciò ha fatto supporre l'esistenza di un ulteriore corpo, il pianeta X, di massa comparabile con quella terrestre, situato in un orbita molto esterna a Plutone che giustificasse le discrepanze orbitali rilevate a suo tempo da Lowell.

Il problema del pianeta X si è risolto nel 1989, quando la sonda Voyager 2 ha misurato le masse di Urano e Nettuno, con tali valori le loro orbite non mostrano alcuna anomalia. Nel 1978 James Christy scoprì il satellite Caronte, fonte di numerose informazioni su Plutone, infatti solo grazie alla misura del periodo orbitale del sistema Plutone-Caronte e della loro distanza dal Sole si è ottenuto un calcolo preciso della somma delle loro masse: 1/400 di quella terrestre.

Caronte ha un diametro di 1206 km ed una massa pari a 1/9 di quella di Plutone (circa 1.77x1024gr), attorno a cui ruota a soli 19640 km di distanza, con una eccentricità di 0.00 e una inclinazione sul piano orbitale di 98.3o: orbita quasi circolare e quasi perpendicolare al piano dell'orbita di Plutone; si pensa che Caronte sia il prodotto di un gigantesco impatto subito da Plutone 4.5 miliardi di anni fa con un oggetto della fascia di Kuiper di dimensioni e velocità notevoli che poi si è disgregato. La crosta e il mantello di tale oggetto si sarebbero sparsi lungo l'orbita di Plutone, per poi riaggregarsi a formare Caronte e gli altri satelliti.

Per la loro vicinanza si parla spesso di un sistema binario di nanopianeti piuttosto che di un nanopianeta e del suo satellite. É stata osservata una forte differenza di albedo fra Plutone (0.63) e Caronte (0.40), inoltre quella di Plutone varia da zona a zona; in particolare le zone polari sono più chiare di alcune zone equatoriali. Nel 2006 si è scoperto che Plutone possiede altri 2 satelliti. I nomi dei due oggetti derivano dalla mitologia greco-romana; Plutone (in greco: Ade) è il dio dell'oltretomba e probabilmente il nanopianeta ha ricevuto questo nome perché si trova cosí lontano dal Sole da essere sempre al buio; Caronte era invece colui che traghettava le anime attraverso il fiume Stige verso il regno degli inferi.

Plutone e Caronte non sono stati ancora esplorati da sonde spaziali, ma grazie alle osservazioni effettuate dal telescopio spaziale Hubble si è scoperto che Plutone è retrogrado: ruota su se stesso in senso orario. L'orbita di Plutone è inclinata di 17o sul piano dell'eclittica ed è abbastanza eccentrica (eccentricità=0.246), somiglia ad un'orbita cometaria, inoltre Plutone è in "risonanza orbitale" con Nettuno: il suo periodo orbitale è esattamente una volta e mezzo quello di Nettuno.

A causa dell'eccentricità dell'orbita dal 1979 al 1999 Plutone si è trovato ad una distanza dal Sole inferiore a quella di Nettuno; la relativa vicinanza al Sole ha messo in risalto alcune peculiarità riguardanti la sua atmosfera. Fra il 1985 e il 1990 le orbite di Plutone e Caronte si sono presentate "di taglio" rispetto alla Terra, cosa che si verifica due volte ad ogni rivoluzione di Plutone, la durata delle eclissi reciproche (circa 4 ore) ha permesso di fare una determinazione accurata del diametro di Plutone e di Caronte. Il rapporto delle masse di Plutone e di Caronte, 1:9, è il più basso nel Sistema Solare, rafforzando la teoria che il sistema Plutone-Caronte può essere considerato come un nanopianeta doppio (rapporto masse Terra-Luna 1:81).

Nonostante le dimensioni di Caronte siano circa 1/3 di quelle della Luna, la sua immagine nel cielo di Plutone ha un diametro apparente di 3.6 gradi, in quanto che la distanza Plutone-Caronte è solo 1/20 di quella Terra-Luna.

Plutone oltre ad essere un nanopianeta, è ora considerato il prototipo di una nuova classe di oggetti denominati Plutini.

Dalla sintesi di molte immagini prese dall'HST è stato ottenuto un planisfero computerizzato da cui Plutone risulta ricoperto di azoto, metano e monossido di carbonio ghiacciati, avendo una temperatura superficiale che si aggira probabilmente tra 40 oK e 60 oK. Tali elementi dovrebbero essere distribuiti in maniera non uniforme, a causa delle sensibili variazioni di albedo riscontrate durante la rotazione del pianeta. La superficie del nanopianeta presenta inoltre delle zone più scure, probabilmente formate da ghiaccio d'acqua sporco, e delle zone chiare, aree di azoto ghiacciato; ci sono anche zone di colore rossastro, come su Tritone, presenti un po' ovunque sulla superficie, dovute forse a metano ghiacciato mescolato ad altro materiale organico.

La composizione di Plutone è molto simile a quella dei corpi della fascia di Kuiper; alcuni ritengono infatti che Plutone, insieme a Caronte e a Tritone, fosse originariamente un corpo ghiacciato della fascia di Kuiper, poi catturato da Nettuno, che ne ha modificato l'orbita; questa ipotesi scarterebbe definitivamente l'idea che Plutone sia un antico satellite di Nettuno, sfuggito alla sua attrazione gravitazionale in seguito ad una collisione.

Dalla massa totale e dai diametri del sistema Plutone-Caronte, si ricava una densità media di Plutone abbastanza alta, pari a 2.07 gr/cm3, che fa pensare alla presenza di un grande nucleo roccioso, quindi Plutone sarebbe molto simile al satellite di Nettuno Tritone, suggerendo che entrambi si siano formati come corpi indipendenti nelle regioni più esterne della nube solare primordiale. Si può solo dire che probabilmente Plutone è formato per l'70% di roccia e per il 30% di acqua ghiacciata. Caronte ha una densità media di 1.73 g/cm3 e non si sa niente di sicuro sulla sua composizione interna; si suppone sia composto al 55% di roccia e per il restante 45% di ghiaccio.

Tabella riassuntiva sul Sistema Solare