经过近十年、近50亿千米的漫长飞行，美国宇航局的“新地平线号”飞行器于2015年7月14日飞抵距离冥王星表面约1.25万千米处。“新地平线号”对冥王星及其5颗已知卫星的近飞探测，正在为科学家了解柯伊伯带（由大小从圆石到矮行星且都有的含冰天体构成）提供线索。诸如冥王星在内的柯伊伯带天体，保存着有关太阳系形成初期的证据。

“新地平线号”此次飞过冥王星的速度高达每小时近5万千米，因此，哪怕与一颗米粒大小的微粒相撞也可能让这艘飞行器失灵。所以，“新地平线号”这次的成功实属不易。它已发现冥王星表面的一座高达3500米的大山。这座山从形成至今很可能不超过1亿年，它覆盖冥王星表面积的大约1%。科学家猜测，冥王星地表的地质依然活跃。冥王星不可能由自己与一颗大行星之间的引力交互而被加热，因此必定有其他过程在造就冥王星表面的山脉。

“新地平线号”发现，冥王星的卫星卡戎的表面地貌年轻而多样。卡戎表面缺乏陨击坑，这让科学家很吃惊。卡戎表面的沟槽、悬崖地貌，暗示卡戎的地壳发生过广泛的裂解，这很可能是内部地质过程的结果。“新地平线号”的探测显示，卡戎表面的一座大峡谷深达7000～9000米。“新地平线号”还观测了冥王星的其他已知卫星：尼克斯、海德拉、斯迪克斯和克贝洛斯。海德拉的形状不规则，它的长度约为43千米，宽度约为33千米。“新地平线号”发现，海德拉的表面很可能被水冰覆盖。进一步的探测，将有助于揭示冥卫（即冥王星卫星）的形成机制。