Plüton’u arama çalışmaları XIX. yüzyıl sonlarında başladı. İlk görsel araştırma 1880’de, Washington Naval gözlemevinde 65 sm’lik bir teleskopla yapıldı. O zamanlar, gök- bilimsel araştırmalarda fotoğraf bir araç olarak kullanılmıyordu. Amerikalı gökbilimci David Todd, araştırmalarına dört varsayımla başladı: 1) Bilinmeyen cismin Neptün’ünkinden biraz daha büyük bir çapı vardır; 2) bu cisim hiçbir zaman tutulumun bir derece aşağısında yada yukarısında değildir; 3) güneş çevresinde yeryüzününkinin 52 katı bir uzaklıkla döner; 4) tutulumun 146° ile 148° boylamları arasında bir noktada yer- alır. Bu varsayımlara göre gezegenin 2 saniyelik bir çapı ve 13’lük bir parlaklığı olmalıydı. Oldukça kısa bir sürede Todd, 5 000 kadar yıldızın konumlarını denetledi. Ama bu özenli araştırmaya karşılık gezegenin yerini bulamadı.
1919’da , görülemeyen gezegen için Mount Wilson gözlemevinde (Kaliforniya), Todd’un bulabileceğinden daha kesin hesaplarla ve 25 sm’lik merceği olan bir fotoğraf takımı kullanılarak bir araştırma yapıldı. Hesaplara göre gezegenin bulunması gereken bölgenin birçok fotoğrafı çekildi, ama arama boşa çıktı.
1930’da Plüton gezegeni, sonunda saptandığı ve yörüngesi hesaplandığı zaman, gökbilimciler on bir yıl önce 1919’daki araştırma sırasında gezegenin bulunması gereken konumu hesapladılar. Gezegen, Mount Wilson’daki fotoğrafların içinde, daha önce gökbilimcilerin hiçbir şey bulamadıkları yerde bulundu.
Hesapların büyük bir belirsizlikle öngördüğü gökcisminin konumunu bulmak için sayısız yöntemler kullanıldı. Gökyüzünün her bölgesinin üç pozitif fotoğraf baskısı yapıldı. Bir süre sonra aynı bölgenin yeniden fotoğrafı çekiliyor, kesinlik kaygısıyla üç kopya kullanılıyordu. İki dizi fotoğrafın karşılaştırılması, hareket eden herhangi bir gökcismini açığa çıkaracaktı. Bu karşılaştırma, temel bir araç olan pırıldaklı mikroskopla, bir günde 30 000 yıldız denetlenene kadar yapılmaktaydı.
Sonunda Lcwell gökbilimcilerinden Clyde Tombaugh, 18 Şubat 1930’da Gemini takımı içindeki Delta yıldızı yakınlarını gösteren bir fotoğrafta yeni gezegeni buldu. Aynı gece, aynı bölgeyi başka bir kamera da çekmişti ve o da gezegeni gösteriyordu. 19 Şubat’ta, kaydedilenlerin kontrolü için bir fotoğraf daha çekildi. Gezegen önceki gecenin fotoğrafları incelenerek kestirilebilecek kadar yolalmıştı. Hemen yeni bulunan Plüton’u gözlemlemeye girişen çok sayıda gökbilimci, düş kırıklığına uğradı. Onlar en azından 13. kadirden bir gezegen bekliyorlardı; oysa yeni gezegen 15. kadirdendi. Üstelik gezegenin görsel görünümüyle film üstündeki görünümü arasında yapılan bir karşılaştırma, Plüton’un Uranüs ve Neptün’den çok değişik olduğunu gösterdi. Yeni ve uzaktaki bir gezegenin en yakın iki komşusuna benzer olacağı düşünüldüğünden, başlangıçta birçok gökbilimci, yeni bir gezegenin bulunmuş olduğuna inanamadılar.
13 Mart 1930’da duyurulan Plüton’un bulunuşu, Lovvell gözlemevinin asıl tasarısını (Satürn yörüngesi dışında güneş çevresinde dönen diğer cisimlerin aranması) kesinti ye uğratmadı. Bir küresel küme, birçok açık küme, 1800 gökadalık bir küme, bir kuyrukluyıldız, 145 yeni asteroid ve yaklaşık 1807 değişken yıldız bulundu. Ayrıca, fotoğrafla 29 548 gökada dışı bulutsu görüntüsü kaydedildi.
Gezegeni bulan Clyde Tombaugh ve arkadaşları bu yeni cisme Plüton adını verdiler. Plüton güneş çevresini yeryüzününkine 17° lik bileğim yapan elips biçiminde bir yörünge üstünde 248 yılda dolaşır. Güneşten ortalama uzaklığı 5,76 milyar km’dir; ama 1989’da gerçekleşecek olan günberi durumunda, güneşe Neptün’den daha yakın olacaktır. İki gezenin yörüngeleri kesişiyorsa da, Plüton, Neptün’le çarpışamaz; çünkü, yörüngesi çok eğimlidir. Plüton’un yörüngesinin dış- merkezliliği, gökbilimcilere bir zamanlar Neptün’ün bir uydusu olduğunu, daha sonra, güneş sisteminin ilk zamanlarında kurtularak kendi uzak yörüngesinde hareket etmeye başladığını düşündürmektedir.
Önemli güçlüklerin aşılmasından sonra, gezegenin çapı aşağı yukarı 5 000 km olarak ölçülmüştür. Kütlesinin yeryüzününkinin 0,1 ‘i kadar olduğu düşünülmektedir. Bu doğruysa yoğunluğu çok fazla olmalıdır. Plüton’un parlaklığı 6,39 günlük bir süre içinde yüzde 10 kadar değişiklik gösterir; bu da, yüzeyinin her yanda aynı parlaklıkta olmadığını, ayrıca kendi çevresinde bir dönüşü de 6,39 günde tamamladığını gösterir. Ancak, bu gezegen konusundaki bilgiler çok sınırlı olduğu için, kesin sayılar henüz bulunmamıştır.