یکی دیگر از ویژگی‌های متمایز در سطح پلوتو، منطقه‌ای بزرگ به شکل قلب است که با عنوان غیررسمی منطقه تامبا شناخته می‌شود. سمت چپ این منطقه ، پوشیده از کربن منوکسید یخ‌زده است. دانشمندان تغییرات دیگری را در ترکیبات مواد سطحی در «قلب» پلوتو شناسایی کرده‌اند.

در مرکز سمت چپ منطقه تامبا، ناحیه‌ای بسیار هموار قرار دارد که تیم نیوهورایزنز آن را به افتخار اسپوتنیک، اولین قمر مصنوعی به دور زمین، به‌طور غیررسمی «فلات اسپوتنیک» نامیده است. این منطقه از سطح پلوتو فاقد دهانه‌های ناشی از برخورد شهاب‌سنگ است؛ خصوصیتی که نشان می‌دهد فلات اسپوتنیک از نظر زمین‌شناسی، منطقه‌ای بسیار جوان است که بیش از صد میلیون سال عمر ندارد. این احتمال وجود دارد که این منطقه هنوز درحال شکل‌گیری و تغییر به‌وسیله‌ی فرایندهای زمین‌شناسی باشد.

دشت‌های یخی پلوتو رگه‌های تیره‌ای را با چند کیلومتر طول نشان می‌دهند که در یک راستا قرار دارند. احتمال می‌رود که این خطوط دراثر بادهای شدیدی که در سطح سیاره کوتوله می‌وزند، شکل گرفته باشند. تلسکوپ فضایی هابل همچنین شواهدی را به‌دست آورده است که نشان می‌دهد پوسته پلوتو می‌تواند حاوی مولکول‌های آلی پیچیده باشند.

سطح پلوتو یکی از سردترین نقاط منظومه شمسی است. دما در آنجا می‌تواند تا حدود منفی ۲۲۶ تا منفی ۲۴۰ درجه سانتی‌گراد کاهش یابد. مقایسه‌ی تصاویر گرفته‌شده از پلوتو در زمان‌های مختلف نشان داد که این سیاره کوتوله ظاهرا درطول زمان، احتمالا به دلیل تغییرات فصلی قرمز‌تر شده است.

پلوتون ممکن است درحال‌حاضر اقیانوس زیرسطحی داشته باشد یا درگذشته دارای آن بوده باشد. بااین‌حال هنوز دراین‌باره اتفاق نظر وجود ندارد. اگر قبلا اقیانوسی در زیر سطح پلوتو شکل گرفته بود، می‌توانست تاثیر زیادی بر تاریخ این سیاره کوتوله بگذارد. به‌عنوان مثال، دانشمندان گمان می‌کنند که ناحیه فلات اسپوتنیک درطول زمان با افزایش حجم یخ، آن‌قدر سنگین شد که پلوتو را واژگون کرد و انحراف محوری‌اش را به اندازه‌ی کنونی (تقریبا ۱۲۰ درجه) رساند. به‌باور پژوهشگران، اقیانوس زیرسطحی بهترین توضیح برای این اتفاق است. اگر پلوتو اقیانوس مایع و انرژی کافی داشته باشد، می‌تواند پناهگاهی برای حیات به‌شمار آید.

پلوتون از چه چیز تشکیل شده است؟ برخی از عناصر تشکیل‌دهنده‌ی پلوتو به‌نقل از ناسا به شرح زیر است: ترکیب اتمسفر: متان و نیتروژن. مشاهدات نیوهورایزنز نشان می‌دهد که اتمسفر پلوتو تا ۱۶۰۰ کیلومتر برفراز سطح این سیاره کوتوله امتداد دارد. میدان مغناطیسی: دانشمندان هنوز نمی‌دانند آیا پلوتو میدان مغناطیسی دارد یا خیر؛ اما اندازه‌ی کوچک و چرخش آهسته‌ی این سیاره کوتوله نشان می‌دهد که چنین میدانی ضعیف است یا اصلا وجود ندارد. ترکیب شیمیایی: پلوتو احتمالا از مخلوطی از ۷۰ درصد سنگ و ۳۰ درصد یخ‌آب تشکیل شده است. ساختار داخلی: سیاره کوتوله احتمالا هسته‌ای سنگی دارد که در احاطه‌ی گوشته‌ای از یخ‌آب قرار گرفته است و عناصر یخ‌زده‌ی نامعمول مثل متان، مونوکسید کربن و نیتروژن، سطح آن را پوشانده‌اند.

ویژگی‌های مداری پلوتو: مدار بسیار بیضوی پلوتو می‌تواند آن را تا فاصله‌ی بیش از ۴۹ برابر مسافت بین زمین تا خورشید ببرد. از آنجایی که مدار سیاره کوتوله بسیار گریزان از مرکز یا غیرمدور است، فاصله‌ی پلوتو از خورشید می‌تواند به‌طرز چشمگیر متفاوت باشد. این سیاره کوتوله درواقع به‌مدت ۲۰ سال از دوره‌ی مداری ۲۴۸ ساله‌اش، از نپتون به خورشید نزدیک‌تر بوده.

درنتیجه‌ی چنین مداری، پس از آنکه پلوتو به‌مدت ۲۰ سال از نظر فاصله از خورشید، هشتمین سیاره محسوب می‌شد، در سال ۱۹۹۹ از مدار نپتون گذر کرد و به دورترین سیاره از خورشید تبدیل شد تا آنکه درنهایت در سال ۲۰۰۶ به سیاره کوتوله تنزل مقام یافت.

وقتی پلوتو به خورشید نزدیک‌تر می‌شود، یخ‌های سطح آن ذوب می‌شوند و به‌طور موقت جو رقیقی را تشکیل می‌دهند که بیشتر از نیتروژن و مقداری متان تشکیل شده است. گرانش ناچیز پلوتو که کمی بیش از یک‌بیستم گرانش زمین است، موجب می‌شود که این اتمسفر درمقایسه با جو زمین، تا ارتفاعی بسیار بالاتر گسترش یابد.

وقتی سیاره کوتوله از خورشید دورتر می‌شود، ظاهرا بخش عمده‌ی جو آن یخ می‌زند و ناپدید می‌شود. بااین‌حال در زمانی که پلوتو دارای جو است، احتمالا می‌تواند بادهای شدیدی را تجربه کند. این جو همچنین دارای تغییراتی در روشنایی است که علت آن را می‌توان امواج گرانشی یا جریان هوا برفراز کوه‌ها دانست.

هرچند اتمسفر پلوتو رقیق‌تر از آن است که امروزه به مایعات امکان جاری‌شدن بدهد، ممکن است عناصر مایع در گذشته روی سطح باستانی سیاره کوتوله درجریان بوده باشند. نیوهورایزنز تصویر دریاچه‌ای یخ‌زده را در منطقه تامبا ثبت کرد که به‌نظر می‌رسید در نزدیکی‌اش آبراه‌های باستانی وجود داشت. پلوتو در مقطعی از تاریخش می‌توانست اتمسفری تقریبا ۴۰ برابر ضخیم‌تر از جو مریخ داشته باشد.

در سال ۲۰۱۶، دانشمندان اعلام کردند که ممکن است با استفاده از داده‌های نیوهورایزنز، ابرهایی را در جو پلوتو مشاهده کرده باشند. پژوهشگران هفت عارضه‌ی درخشان را دیدند که در نزدیکی مرز روشنایی و تاریکی قرار داشتند. این محدوده معمولا محل تشکیل ابرها است. این ابرهای احتمالی همگی در ارتفاع پایین و تقریبا یک‌اندازه بودند که نشان می‌دهد عارضه‌هایی مجزا هستند. ترکیب ابرها اگر واقعا وجود داشته باشند، احتمالا استیلن، اتان و هیدروژن سیانید خواهد بود.