Lo scienziato Percival Lowell ne ipotizzò l'esistenza già intorno al 1915 ma è solo grazie alle osservazioni dell'astronomo americano Clyde Tombaugh che all'inizio del 1930 Plutone – il cui nome deriva dal dio romano dell'aldilà – è stato classificato come il nono pianeta del nostro sistema solare.

Sul finire degli anni '70, grazie ai moderni e più sofisticati strumenti di misurazione, le informazioni su Plutone si fecero via via più precise: venne così alla luce la presenza di cinque satelliti naturali, tra cui il più massiccio Caronte, e furono scoperti con esattezza i valori del suo diametro, di 2.280 Km, e della sua massa, cinque volte più piccola di quella lunare e ben venti volte inferiore rispetto a quella di Mercurio.

Nel 1992 dall'osservatorio hawaiano di Mauna Kea gli statunitensi David Jewitt e Jane X. Luu scoprirono l'esistenza di quello che venne chiamato “1992 QB1”, un corpo celeste orbitante intorno al Sole molto simile a Plutone perché ghiacciato, roccioso, di piccole dimensioni e transnettuniano, cioè dotato di un'orbita posta parzialmente all'interno di quella del pianeta Nettuno.
Ciò fornì la consapevolezza che alle estremità del sistema solare esistevano pianeti con caratteristiche simili e aprì la strada agli avvistamenti di svariati asteroidi, tra cui “Quaoar” e “Sedna”, posti anch'essi nella cosiddetta “Fascia di Kuiper”, dalle dimensioni estremamente somiglianti a quelle di Plutone. Nel 2005 l'americano Mark Brown scoprì poi l'esistenza di “Eris”, un pianeta del diametro di poco inferiore a quello plutoniano che venne inizialmente indicato come il decimo pianeta del sistema solare.
Con la successiva scoperta di moltissimi asteroidi “sosia”, l'Unione Astronomica Internazionale (UAI) ha avvertito la necessità di definire univocamente il termine “pianeta” e introdurre quello di “pianeta nano”: nonostante orbiti intorno al Sole e abbia forma sferica, la massa di Plutone non è abbastanza grande per spazzare via i corpi celesti simili presenti nella propria fascia orbitale; per quest'ultimo aspetto, nell'estate del 2006 Plutone – insieme a Cerere, Haumea, Makemake ed Eris – perse l'appellativo di pianeta ed entrò ufficialmente nell'elenco dei cinque pianeti nani esistenti.