Pluton met environ 6,4 jours terrestres pour tourner une fois sur son axe de rotation. La lune de Pluton, Charon, tourne également autour de Pluton une fois tous les 6,4 jours. Les astronomes appellent ce phénomène le blocage des marées.
Les données astronomiques révèlent que Pluton tourne sur son axe dans une direction est-ouest comme la planète Vénus. Les autres planètes, dont la Terre, tournent d'ouest en est. Cette rotation rétrograde suggère qu'à un moment donné dans le passé, un autre objet est entré en collision avec Pluton, inversant la direction de sa rotation et contribuant peut-être à son orbite très inclinée et excentrique autour du soleil.
Les astronomes pensaient autrefois que Pluton était une lune échappée d'Uranus ou de Neptune. Cependant, le consensus a changé ces dernières années et la théorie dominante est que Pluton est l'une des nombreuses planètes naines gelées de la ceinture de Kuiper, une région du système solaire au-delà de l'orbite de Neptune. On pense que les comètes à court terme comme la comète de Halley sont originaires de la ceinture de Kuiper.