Casi un siglo después del descubrimiento de Neptuno, los científicos lograron otro hito impresionante al descubrir Plutón. Inicialmente, algunos predijeron que podría haber un planeta más allá de Neptuno, y astrónomos como Lowell y Pickering publicaron elementos orbitales para este planeta hipotético. Después de la muerte de Lowell, el Observatorio Lowell continuó la búsqueda de Plutón hasta que Tombaugh, de 22 años, lo descubrió en febrero de 1930. El descubrimiento de Plutón causó sensación, especialmente para los estadounidenses, ya que marcó su primer honor al descubrir un nuevo planeta.
La masa de Plutón es significativamente menor de lo esperado, sin embargo, fue encontrado cerca de la trayectoria orbital predicha, lo que resulta desconcertante. Sigue una órbita alargada que toma 248 años en completarse, promediando 40 unidades astronómicas del Sol. Desde Plutón, el Sol aparece como una estrella brillante. Las temperaturas aquí pueden caer a menos 240°C, lo que lo convierte en uno de los rincones más fríos y oscuros del sistema solar. La órbita de Plutón es bastante peculiar, con una excentricidad de 0.256, lo que hace que ocasionalmente cruce la órbita de Neptuno. Su distancia más lejana del Sol es de 49 unidades astronómicas, mientras que su aproximación más cercana es de 20.6 unidades astronómicas, comparable a la distancia de Urano al Sol.
La masa de Plutón es extremadamente pequeña, solo 0.002 veces la de la Tierra, y es el más pequeño entre todos los planetas. Sus variaciones de brillo también son extrañas; desde su descubrimiento, a pesar de moverse hacia el perihelio, su brillo ha ido disminuyendo gradualmente, disminuyendo en promedio 0.1 magnitudes cada diez años.
