海王星被发现了，可是，海王星的发现，仍然为天文学家们留下了一些难解的问题。首先，海王星的大小和质量与天王星不相上下，天王星运行轨道计算中的那些偏差，并不能完全用海王星的影响进行解释；其次，天文学家们还发现，海王星的理论计算位置和它的实际位置，同样也出现了偏差。
这究竟是怎么回事呢？难道在海王星和天王星之外，还存在着别的未知大行星吗？
19世纪后期，天文学界的众多天文学家，都开始致力于寻找这一颗未知的大行星。可是，宇宙的探索并不是一件容易的事情，人们一次次反复计算天王星与海王星的轨道、运行偏差，推算未知星体的轨道和运行速度，并用高倍望远镜不断地观测、寻找，但始终一无所获。
1894年，美国天文学家珀西瓦尔·洛威尔在亚利桑那州的费拉格斯塔夫附近，兴建了一座海拔2210米的私人天文台——洛威尔天文台。他在洛威尔天文台上，夜以继日地潜心研究、搜索这颗未知星体，最后，终于因为疲劳过度告别人世。
13年后，克莱德·威廉·汤博继承了洛威尔的事业。他来到洛威尔天文台，开始对这颗耗尽了洛威尔生命的行星进行搜索。经过日夜辛苦细致的工作，汤博终于在1930年１月23日晚和29日晚，拍摄到了双子座附近的天区内，有一颗硕大的未知新星。
通过对该星体进一步的观测，他认为，这是一颗崭新的天外行星。在宣布这颗新星被发现的这一天，又正好是威勒与赫歇尔发现天王星的149周年纪念日，也正好是洛威尔私人天文台的创始人珀西瓦尔·洛威尔75周年的诞辰。
人们像潮水一样涌向了洛威尔天文台。在为这颗新星命名的时候，英国剑桥一位11岁的小女孩维尼夏·伯尼建议说，这是一颗幽暗的行星，就把它命名为“普鲁托（PLUTO）”吧。普鲁托是罗马神话中冥神的名字。于是，在汉语里，我们就把它称为“冥王星”。
冥王星自1930年被发现以来，长期被列入太阳系九大行星之列。但是从2000年起，在太阳系边缘、海王星外侧的柯伊伯带中不断发现新天体，其个头越来越大，特别是2005年发现的阋神星，当时被认为比冥王星更大，因为当时估测的冥王星直径只有约2300公里。
“行星”这个说法起源于希腊语，原意指太阳系中的“漫游者”。近千年来，人们一直认为水星、金星、地球、火星、木星和土星是太阳系中的标准行星。19世纪后，天文学家陆续发现了天王星、海王星和冥王星，使太阳系的“行星”变成了9颗。此后，“九大行星”成为家喻户晓的说法。
自从80多年前被发现的那天起，冥王星便与“争议”二字联系在了一起。一是由于其发现的过程是基于一个错误的理论；二是当初将其质量估算错了，误将其纳入到了大行星的行列。
不过，新的天文发现不断使“九大行星”的传统观念受到质疑。天文学家先后发现冥王星与太阳系其他行星的一些不同之处。冥王星所处的轨道在海王星之外，属于太阳系外围的柯伊伯带，这个区域一直是太阳系小行星和彗星诞生的地方。
1930年美国天文学家汤博发现冥王星，当时错估了冥王星的质量，以为冥王星比地球还大，所以命名为大行星。然而，经过近30年的进一步观测，发现它的直径只有2300公里，比月球还要小，等到冥王星的大小被确认，“冥王星是大行星”早已被写入教科书，以后也就将错就错了。
1998年，曾有建议把冥王星剔除太阳系行星之列，但当年国际天文学联合会否决了。
2006年8月24日下午，在第二十六届国际天文联合会通过决议，由天文学家以投票正式将冥王星划为矮行星，自行星之列中除名。
2006年9月7日，国际小行星中心把已知或即将成为矮行星的天体赋与编号，冥王星编号为小行星134340号。
