冥王星的發現，是在一個非常巧合的且幸運的情況下發現的。在1930年，是在基於天王星、海王星執行進行研究時被一個發現錯誤的“斷言”所發現海王星後還有一顆行星。美國亞利桑那州的Lowell天文臺的ClydeW.Tombaugh由於不知道這個計算錯誤，對太陽系進行了一次非常仔細的觀察，於是發現了冥王星。冥王星是太陽系九大行星中同太陽的平均距離最遠，質量最小的一顆行星。它的密度只為每立方厘米1.8～2.1克，其質量是地球質量的0.0024倍，這不僅比水星質量小，甚至比月球質量還小。它的直徑約為2400千米，比月球還要小。在冥王星上有一個名叫查龍的衛星，它的直徑為1180千米，因此對冥王星的大氣層的情況知道得少知又少，科學家們推測，冥王星的大氣可能是由氮和少量的一氧化碳及甲烷組成。大氣極其稀薄，地面壓強只有少量微巴。冥王星的大氣層可能只有在冥王星靠近近日點時才是氣體；在其餘的冥王星的年份中，大氣層的氣體凝結成固體。靠近近日點時一部分的大氣可能散逸到宇宙中去，甚至可能被吸引到冥衛一上去。冥王星的軌道十分反常，有時候比海王星離太陽更近（從1979年1月開始持續到1999年2月）。冥王星的自轉方向也與大多數其他行星的方向相反。冥王星與海王星的共同運動比為3:2，即冥王星的公轉週期剛好是海王星的1.5倍。它的軌道交角也遠離於其他行星。即使冥王星的軌道看到支好像要穿越海王星軌道似的，但實際上根本沒有，所以，它們永遠也不會碰撞。冥王星從來沒有被太空飛行器訪問過，就連哈勃太空望遠鏡也只能觀察到它表面上的大致容貌。因為它的距離太陽是非常遙遠的，因此它表面的溫度幾乎接近零下240攝氏度。在冥王星上看來，太陽只不是一顆明亮的星星。冥王星被去除太陽系是在2006年的8月。此段時間，在布拉格召開的國際天文聯合會第26屆大會上，來自各國天文界的權威代表經過投票表決後透過聯合會決議，將原來九大行星中的冥王星列入矮行星之列。這意味著太陽系不再有九大行星。按照國際天文學聯合會的定義，一個天體要被稱為行星，需要滿足三個條件：圍繞太陽公轉、質量大到自身引力足以使它變成球體，並且能夠清除其公轉軌道周圍的其他物體。同時滿足上述三個條件的只有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星，它們都是在1900年以前被發現的。而同樣具有足夠質量、成圓球形，但不能清除其軌道附近其他物體的天體稱為“矮行星”，冥王星恰好符合這一定義，因此被國際天文學聯合會確認是一顆“矮行星”。圍繞太陽運轉，形狀不規則，也不能清除公轉軌道周圍物體的天體統稱為“太陽系小天體”。眾多太陽系小天體主要集中在火星和木星軌道之間，估計有50000多顆，現在已發現7000多顆。一直以來，人們都認為太陽系九大行星，但透過這一決議，太陽系只有八大行星。其實從70多年前發現冥王星開始就頗受爭議。1930年美國天文學家湯博發現冥王星，當時估錯了冥王星的質量，以為冥王星比地球還大，所以命名為大行星。但是經過近30年的進一步觀測，發現它的直徑只有2300千米，比月球還要小，等到冥王星的大小被確認，“冥王星是大行星”早已被寫入教科書了。然而冥王星是一個異類。它個頭太小，軌道太扁，有時竟跑到海王星軌道的內側，而且軌道平面相對於地球軌道平面有很大的傾斜，而不像其他行星軌道基本上與地球軌道位於同一平面上。這些種種特徵使它的地位相當不穩定，最終被“開除”到了太陽系外。

到目前為止，已發現的冥王星衛星共有五顆，分別為卡戎、尼克斯、許德拉、科波若斯和斯提克斯。第一顆冥衛是1978年發現，命名為卡戎，中譯名冥衛一。冥衛一的半徑值為580±50千米，超過冥王星的一半，是太陽系中與行星比例最大的衛星。與冥王星如同一對雙行星。冥衛一恰位於冥王星的同步衛星軌道上，兩者中心距19000千米， 所以它是太陽系中唯一的天然同步衛星，不僅它始終以同一面朝向冥王星，冥王星也始終以同一面朝著冥衛一。冥王星的自轉週期、繞冥王星的公轉週期及冥王星的自轉週期均為6.3867天。冥衛二於2005年5月首次透過哈勃太空望遠鏡觀測到。2006年6月正式被命名為Nix（尼克斯）。冥衛二直徑在32-145公里之間，軌道半徑50,000公里，以25天週期繞冥王星運轉。冥衛三於2005年5月首次透過哈勃太空望遠鏡觀測到。2006年6月下旬正式命名為Hydra（許德拉）。冥衛三直徑在52-160公里間，軌道半徑約65,000公里，以38天週期繞冥王星運轉。冥衛四是藉助哈勃空間望遠鏡發現的冥王星的第四顆衛星。冥衛四是圍繞冥王星執行的最小的一顆衛星。其直徑估計在13~34公里之間。冥衛五於2012年7月透過哈勃望遠鏡發現，命名為"斯提克斯"。冥衛五直徑約為10～25km，公轉軌道直徑約為95000km，公轉週期約為20.2天。