一般认为，冥王星是离太阳最远而且是最小的行星。太阳系中有七颗卫比冥王星大（月球, 木卫一, 木卫二, 木卫三, 木卫四, 土卫六 and 海卫一）。

冥王星是最晚发现的一颗行星。

在寻找冥王星的工作中，最积极的莫过于美国天文学家洛韦尔了。这位天文爱好者出身的天文学家，从详细算出这颗未知行星的位置，到用望远镜仔细寻找，付出了十几年的心血。1916年11月16日，他突然去世，使发现海外行星的工作整整中断了13年。1925年，洛韦尔的兄弟慷慨地捐献了一架大视场32.5厘米的照相望远镜，性能非常好，为继续搜寻新行星提供了优越的条件。1929年，洛韦尔天文台台长邀请汤博（Tombaugh clyde william）加入未知行星的搜索行列。他们一个一个天区地搜索，拍摄了大量底片，并对每张底片进行细心地检查工作艰苦、乏味。1930年1月21日，汤博终于在双子星座的底片中发现了这颗新行星。1930年3月30日，发现新行星的消息电告了哈佛大学天文台，从那里向全世界宣告了20世纪天文学的这项重大发现，人类对太阳系的认识又前进了一大步。

浑身是谜
冥王星发现至今只有60多年，再加上又小又远，是目前大行星中面目最为模糊的一颗。20世纪70年代和80年代是太阳系航天探测的黄金时代，九大行星中已有8颗被行星际探测器近探过，只有冥王星是航天器未涉足的死角。在各种天文书刊中给出的行星参数表上，冥王星这一栏留下的空白最多即使被列出数据，有不少也被打上问号，表示不准确。除了一大串未知数外，人们对冥王星的身份也有怀疑。冥王星的直径、质量是行星中最小的，密度为每立方厘米1.8～2.1克，反照率为50％～60％，这同外行星的几颗冻结的大卫星很相似。冥王星究竟是行星还是卫星？抑或是一颗大的小行星？然而，不管它是什么，作为太阳系遥远边界上的一个天体，它的神秘感对天文学家有很大的吸引力。相信不久的将来，随着探测技术的发展，冥王星将成为行星天文学的热门课题。

直径有多大
由于冥王星太暗太小，发现后很长时间不能确定它的大小。最早估计它的直径是6600千米，1949年改为10000千米。1950年，柯伊伯用新建的5米望远镜将其修正为6000千米，1965年又用冥王星掩暗星的方法定出直径的上限为5500千米。1977年发现冥王星表面是冰的甲烷，按其反照率测算，冥王星的直径缩小到2700千米。1980年用莫纳克亚山上的3.6米红外望远镜测出的冥王星直径在2600～4000千米之间，查龙直径为2000千米。近年一些天文学家观测指出，冥王星的直径约为2400千米，比月球（3475千米）还小，而查龙直径为1180千米，它与冥王星直径之比是2∶1，是九大行星中行星与卫星直径之比最大的。所以，有人说冥王星和它的卫星更像一个双星系统。

亮度变化之谜
最近一次冥王星过轨道近日点，是在1989年9月。也就是说，从它发现之日起，它正在一刻不停而缓慢地接近太阳，直到过近日点之后，它才逐渐远离太阳。既然是在接近太阳，那么，80年代末之前冥王星的亮度应该呈增大的趋势。可是，观测结果并非如此。大体上说来，在50年代里，它的平均亮度是14.9等，60年代下降到15.0等，70年代又暗了一些，为15.1等，而80年代继续变暗为15.2等。这是为什么呢？星等差0.3等，大致相当于亮度差1.3倍。为什么在长达好几十年的时间里，冥王星的亮度有那么不算小的变化呢？这是个难解的谜。

表面真相之谜
好些科学家相信，在离太阳30～50天文单位的区域内，存在着一个被称做“柯伊伯盘”的包层，它包含着众多的彗星，无异是个彗星“仓库”。在这个区域内运行的行星只有冥王星，如果柯伊伯盘确实存在的话，彗星袭击冥王星表面的机会就会很多，它们会毫无怜悯地频频撞击冥王星及其卫星表面，在它们表面留下清晰的痕迹。通过地面观测来解开冥王星及其卫星表面真相之谜的可能性太小了，人们寄希望于飞向它们的行星探测器。如果抓紧时间，在下一个发射的有利时机（2001～2004年），就成功地发射探测冥王星的探测器，它最早也得在2015年前后飞临探测目标。错过时机的话，就得再等上13年左右。
身份之谜

我们不妨比较一下下面的一些数值：最大的小行星——“谷神星”的直径约 1020 公里，冥王星直径 2300 公里，次小的大行星——水星直径4880公里。我们就会看到，冥王星与谷神星的直径比，以及水星与冥王星的直径比，两者基本一致。这么小的冥王星能算是大行星吗？
美国天文学家马斯顿是位著名的小行星和彗星轨道专家。在冥王星发现50周年的纪念会上，他提议把冥王星降格为小行星，实在可说是开了个不大不小的玩笑。但是，马斯顿却是很认真的，他甚至还具体建议把冥王星补缺定为第330 号小行星。原来的第330 号小行星是“阿德尔伯特”，于1892年发现，它是用照相方法寻找小行星之后，被找到的最初几颗小行星之一，其中的第一颗于1891年12月20日被发现，编号323。遗憾的是，“阿德尔伯特”被发现之后，只观测到两次，从此就销声匿迹，再也没有见到过它。
冥王星难道是颗跑到海王星轨道之外去的特殊小行星吗？像冥王星那样特殊轨道的已知小行星，目前还举不出例子，但是，有点类似的小行星还是有的。其一是第944号小行星“希达尔戈”。它是在1920年10月被发现的，是颗轨道倾角和偏心率都很大的小行星。它绕太阳一周需14年，离得最近时只有2天文单位，最远时达9.61天文单位，比土星离太阳的平均距离还略大一点。其二是轨道更加特殊的第2060号小行星“契龙”。这颗1977年才被发现的小行星，轨道近日点约8.5天文单位，在土星轨道内侧；远日点距离达18.8天文单位，快接近天王星了。它的公转周期是50.7年。在“契龙”被发现10来年之后，根据它的反照率较低和有时亮度突然变化等情况，天文学家们怀疑它不是小行星，比较倾向于把它列入彗星的范畴。究竟应如何分类？“契龙”于1996年过轨道近日点时，定会有个比较明确的答案。可见，随着资料的积累，改变一个天体原先的身份是可能的，更何况冥王星被发现才60多年，从发现以来它才走了自己运行轨道的1／4。有人甚至提出冥王星曾经是海王星的卫星。冥王星的“身份”究竟应该如何确定？确实是颗大行星呢？还是小行星或者卫星呢？奇特的轨道冥王星是大行星中的“侏儒”。然而它却保持着众多的太阳系行星之最，其中特别值得一提的是轨道的偏心率和倾角。

行星绕太阳公转的轨道都是椭圆。椭圆也有各种各样的，有很接近于圆的椭圆，也有很扁长的椭圆，一般都用偏心率来表示椭圆的形状。椭圆的偏心率都比1小，越接近1的椭圆越扁；偏心率越小，椭圆就越接近圆。圆的偏心率是0。九大行星中以冥王星的轨道偏心率最大，达到0.25。也就是说，它离太阳最近或最远时，比平均距离各有25％的变化。

倾角指的是行星轨道平面与黄道面两者互相交错而形成的角度。黄道实际上就是地球绕太阳公转的轨道，以这个轨道平面，即黄道面为基准的话，九大行星中的8颗行星的轨道平面与黄道面相交的角度——倾角，都不大于7°，唯独冥王星超过了17°，简直是“鹤立鸡群”。与冥王星相反，海王星轨道的偏心率只有0.00785，只及冥王星的三十几分之一。海王星的公转轨道与正圆相差无几，是个非常稳定的轨道。它与金星是九大行星中轨道偏心率最小的两颗行星。海王星轨道的倾角也不大，只有1.8°。

1989年8月，“旅行者2号”飞探海王星时，新发现了6颗不大的海王星卫星，使它的卫星数增加到8颗，不过，原先发现的那两颗卫星的特点仍非常明显，给人深刻印象。海卫一早在海王星被发现的当年，即 184 6 年就被观测到了。最新测定它的直径只2720公里，在已知的6O多个卫星中名列第七。它的使人惊讶的两个特点是：（1）轨道偏心率为0，即它绕海王星运行的轨道是正圆形的，这在卫星来说是不多见的；（2）它是逆向运动的，即绕海王星运行方向与其他多数卫星绕各自行星的运行方向刚好相反，太阳系卫星中也有那么几颗卫星是逆向运动的，但都是些不大的卫星。过了整整一个世纪之后，于 1949 年发现的海卫二的最大特点是它轨道偏心率特别大，达到0.75，它离海王星平均约556万公里，而它的距离变化范围却是139～973万公里。海卫二轨道的偏心率不仅远远超过所有的卫星和行星，就是与以偏心率大而著称的彗星相比，也毫不逊色。如果你手中有一张彗星表的话，就能立即看出这一点。大家比较熟悉的哈雷彗星的轨道偏心率是较大的，为0.97，1965 年我国紫金山天文台发现的“紫金山1 号”和“紫金山2号”两颗彗星的轨道偏心率，就分别只有0.58和0.51，而短周期彗星中轨道偏心率小于0.7的俯拾即是。轨道偏心率和运行方向如此“奇特”的两颗卫星，都处在冥王星的邻居——海王星的卫星系统内，说明什么呢？
逃离海王星说
考虑到冥王星的直径和质量都不大，而其运行轨道却比较奇特，早在1934年，日本学者山本就提出：冥王星是颗很早以前“逃”离了海王星的原海王星卫星。两年之后，里特顿进一步补充了山本的设想，认为现在的冥王星和海卫一同为海王星的卫星时，偶然的机会使两者非常靠近，引力相互作用的结果使海卫一从顺向变为逆向运动，冥王星被“抛”离原来轨道，进入另一条独立轨道，“自立门户”成为直接绕太阳转的行星。当时，冥王星的质量被认为比海卫一的大，尽管两卫星接近的机会不多，但设想有合理的一面，而受到许多人的赞赏。后来，被测得的冥王星质量越来越小，甚至比海卫一都小，说它能使海卫一的运动转向，就难以说服大家了。

在行星科学研究方面作出重要贡献的美国科学家柯伊伯，原则上同意冥王星是从海王星系统里“逃”出来的。1956 年，他指出这次“逃”离发生在海王星及其卫星系统开始形成时的太阳系早期历史阶段。但是，他不同意这样的观点，即两颗正常运行的卫星会有机会接近到能相互起那么大作用的程度，也不同意海卫一的逆向运行是这次“事件”的结果。他还表示，除海卫一之外，太阳系内至少还有5 颗卫星都是逆向运动，根本不可能会发生那么多次的“事件”。1979 年，哈林顿等几位美国天文学家在研究分析了前人的各种假说之后，提出了新的观点。他们认为：当初，海王星至少有3 颗较大的卫星，即海卫一、海卫二和现在的冥王星。一颗行星从海王星的卫星系统中穿过时，其引力使海卫一改变了原来的运动方向而变为逆向运动，使海卫二的轨道偏心率发生剧变和极大地增大，并把冥王星“抛”离原来轨道。那么，怎么样的一个天体能造成如此众多的变化呢？哈林顿等人认为，它的质量应是地球的2～5 倍，在离开海王星系统之后，它循着偏心率很大的轨道绕太阳运动，而目前正处在离太阳比较远的轨道部分。它也就是假设中的太阳系第十大行星——冥外行星。
是由星子聚合成的吗
另外的假说完全无视冥王星是“逃”出来的观点，主张冥王星是由星子凝聚而成的。所谓星子，指的是从气体物质逐渐凝聚成的小块固体物质，通过碰撞、吸积等过程，小星子变成大星子，再聚合成为行星或者卫星。对于后来才形成的行星和卫星来说，星子好比是它们的胚胎。这种假设认为海卫一也好，冥王星也好，原来都是这部分太阳系空间中的星子，它们在凝聚和变大的过程中，被海王星俘获了的那个大星子就是海卫一，走上了独立轨道的那个大星子就是今天的冥王星。至于海卫一和冥王星的大小、轨道等种种情况，主要跟它们的原始状态有关，也就是跟它们的起源和演化有关。

我国已故天文学家戴文赛对太阳系天体的起源和演化，提出过不少精辟的见解，他对冥王星“身世”的看法是这样的：冥王星从来没有担当过海王星卫星的角色，而是由原始星云盘外部区域中的大星子形成的。在太阳系诸天体从原始弥漫星云中开始形成时，星云盘中海王星形成区域相对来说是比较宽的。由于空间范围较大，星子凝聚成行星的过程中，不可能把所有星子都吸积过来，总会有些残存的星子，甚至是较大的星子，继续在海王星附近的空间里循着原先的轨道运行着。在海王星形成的晚期，其形成区内的一个大星子被另一个较大星子碰撞，而将自己的近似圆的轨道变为偏心率很大的轨道，同时轨道倾角也增大好多，它还获得了绕太阳公转的独立轨道，它就是我们今天所说的冥王星。成为冥王星的那个较大星子可能经历了不止一次的碰撞，其中有一次仅仅是略微碰了一下表面，碰出来的物质被抛到好几万公里远的地方，随后逐渐聚集成为冥王星的卫星。这样形成的冥王卫星可能还不止一个。冥王星的起源问题一直牵动着天文学家们的心，是个假说不少而进展不大的谜，它与整个太阳系起源问题密切相关。冥王星自从1930 年被发现以来，我们对它一直知道甚少，1978 年7 月冥王卫被发现之后，情况有所好转，我们有理由相信，科学家一定会越来越了解它，彻底弄清楚它的来龙去脉。但从迄今为止的情况来看，对冥王星的观测、研究还很不够。
冥外行星之说
哥白尼提出日心说时，土星是太阳系的边界，后来，随着天王星、海王星、冥王星的发现，太阳系边界一次次外延。然而从理论上说，太阳系的范围应比现在的九大行星的范围大几十倍，甚至几百倍。太阳系中是否还存在冥外行星？对此，天文学家做了十分浩繁和艰苦的工作。汤博在发现冥王星后的14 年里，一直在用发现冥王星的方法寻找冥外行星。他用闪视镜仔细检查了362 对底片，从每张底片的每一小格中寻找可能存在的新行星，他发现了大量天体，却唯独没有冥外行星。科学家认为冥外行星如果存在，势必会使飞近他的探测器受到摄动，其影响足可以在探测器的运行轨道中反映出来。然而旅行者号探测器在飞越过海王星和冥王星轨道之后，运行正常，没有提供一点点证明未知天体存在的蛛丝马迹。到底有没有冥外行星，目前还是一个待解之谜。