نظرًا لبرودة بلوتو الشديدة، فإنه يحتوي على أنواع مختلفة من الجليد لا تتاح للكواكب الأقرب إلى الشمس فرصة تجربتها. النوع الأول هو الجليد المائي - لأن درجة الحرارة على بلوتو تقع تحت نقطة التجمد البالغة 32 درجة فهرنهايت، فإن أي ماء على السطح يكون صلبًا كالصخر. الأنواع الأكثر إثارة للاهتمام من الجليد على بلوتو تتكون من مواد متطايرة: الميثان والنيتروجين وأول أكسيد الكربون. هذه المواد الكيميائية موجودة فقط كغازات على الأرض، ولكن على بلوتو، تتناوب بين الغاز والأشكال الصلبة. وبينما تفعل ذلك، تنحت المواد المتطايرة تضاريس ديناميكية على هذا العالم البارد. توزيعها على بلوتو غير منتظم، لأنها تتسامى بانتظام - تتحول من صلبة إلى بخار - ثم تتجمد مرة أخرى على السطح بطريقة موسمية. تم اكتشاف جليد الميثان والنيتروجين الغريبين من خلال ملاحظات مرتبطة بالأرض في عام 1976 وفي وقت لاحق في التسعينيات، على التوالي. وقد تم رسم خريطة توزيع هذه المواد على الكوكب بمزيد من التفصيل عندما حلقت مركبة نيو هورايزونز بالقرب من الكوكب القزم. كما أكدت المهمة التكهنات بأن جليد أول أكسيد الكربون يختبئ هناك أيضًا.

على الرغم من صغر حجمه، إلا أن بلوتو لا يزال يحتفظ ببعض الحرارة البدائية. يمحو بلوتو باستمرار العيوب القديمة ويجدد مظهره الخارجي مع بقاء الحرارة في الداخل لتقوية إعادة ترتيب الطبقات الجيولوجية. وبسبب هذا، فإن العديد من أجزاء السطح خالية بشكل ملحوظ من الحفر، حيث تمحى التأثيرات السابقة. وبدلاً من ذلك، كما وجدت نيو هورايزونز، فإن ملامح وعرة أخرى من صنع بلوتو تزين وجهه: الجبال، والكسور القشرية، والوديان التي تتلوى بالتوازي بالقرب من القطب الشمالي. ومن أكثر الملامح الجيولوجية إثارة للاهتمام سجادة من "الفقاعات" التي تلطخ الحوض الجليدي المعروف باسم سبوتنيك بلانيتيا. يبلغ عرض كل من هذه المضلعات 3.7 ميل على الأقل وتتكون من الجليد المتدفق. ومع تسرب الحرارة الداخلية لبلوتو عبر الأنهار الجليدية إلى السطح، فإنها تفرز جليد النيتروجين اللين في جيوب من التصاعد والهبوط. ويقول ويل جروندي، عالم الكواكب في مرصد لويل في أريزونا، إن هذا المزيج من الجليد الرغوي يشبه "غلي قدر من دقيق الشوفان. إن هذا النمط من التجلد جديد تماما بالنسبة لنا". ولم يتم رصد النمط الجليدي الناتج في أي مكان آخر في النظام الشمسي.

الصورة عبر Camille Gévaudan على commons.wikimedia.org

بالنسبة لجسم كوكبي صغير وبعيد إلى هذا الحد، لم يتوقع أحد أن يكون لبلوتو غلاف غازي. اعتقد العلماء أن بلوتو سيكون ضعيف الجاذبية للغاية بحيث لا يحتفظ بغازاته، أو أنه سيكون شديد البرودة لدرجة أن مكوناته الجوية ستتجمد لفترة طويلة على شكل ثلج. وعلى الرغم من أن التلسكوبات الملتقطة من الأرض اكتشفت غازات على بلوتو في عام 1988، فقد افترض الباحثون أن الكوكب الصغير يفقدها بسرعة كبيرة جدًا بحيث لا يتمكن من بناء طبقة دائمة في سمائه. ولكن عندما التقطت مركبة نيو هورايزون بلوتو وهو يعبر أمام نجم، لاحظت هالة واضحة حول بلوتو كانت عبارة عن غلاف جوي رقيق ولكنه كبير. في هذه القشرة التي يهيمن عليها النيتروجين، أحصى العلماء ما يصل إلى عشرين طبقة مميزة من الهواء. قارن ذلك بقمر الأرض، وهو جسم أكبر من بلوتو ويفتقر إلى أي نوع من الغلاف الجوي.

الصورة عبر Aguila على goodfon

عند النظر إلى صورة التقطتها مركبة نيو هورايزونز لكوكب بلوتو، سيلاحظ أي شخص سريعًا علامة على شكل قلب بلون البيج مطبوعة على ورك الكوكب القزم. تُعرف علامة الحب هذه باسم Tombaugh Regio، نسبةً إلى مكتشف بلوتو كلايد تومبو، وقد برزت هذه العلامة على الفور للعلماء في الصور القليلة الأولى التي التقطتها مركبة نيو هورايزونز. يُطلق على الفص الأيسر من القلب اسم Sputnik Planitia وقد تشكل من تأثير مائل من جسم كوكبي يبلغ عرضه 400 ميل منذ حوالي عشرة ملايين عام. يحتوي الحوض الناتج على الكثير من جليد النيتروجين. واجه الباحثون صعوبة في تحديد العمر الدقيق للتأثير، لأن الجيولوجيا النشطة لكوكب بلوتو تعمل باستمرار على تجديد وجه الأنهار الجليدية. يبلغ عرض الأنهار الجليدية النيتروجينية مليون ميل مربع وتتحرك ببطء من الشمال إلى الجنوب، وتتسرب منها الغازات باستمرار أثناء تحركها. تشير الحفر الطويلة التي يبلغ عمقها بضع مئات من الأقدام وعرضها حوالي ميل واحد إلى الأماكن التي تحول فيها بعض الجليد إلى غاز ثم هرب إلى الفضاء. وخلال الليالي الباردة، يتكثف بعض هذا الغاز مرة أخرى في مكان آخر على السطح.

بلوتو لديه خمسة أقمار - "بطاطس فضائية مرحة المظهر" كما يسميها سينجر - وأكبرها عملاق. تم اكتشاف شارون في عام 1978 عندما لاحظ العلماء أن بلوتو يبدو أنه يستطيل كل ستة أيام. حدث التغيير الواضح عندما ظهرت كتلة شارون خارج نطاق رؤية بلوتو. يبلغ حجم شارون نصف حجم بلوتو. القمر هو الأقرب في الحجم إلى والده من بين جميع أزواج القمر والكواكب في نظامنا الشمسي. القمر ثقيل للغاية لدرجة أنه يؤثر على دوران بلوتو. في الواقع، يقع محور دوران بلوتو في مكان ما بين الكوكب القزم وشارون. يشير العلماء أحيانًا إلى شارون وبلوتو باعتبارهما نظامًا كوكبيًا قزمًا مزدوجًا.