Clyde Tombaugh (1906/1997), assistant en charge de photographier systématiquement la région du ciel susceptible d'abriter la planète transneptunienne prévue par Percival Lowell (1855/1916), a exposé des photographies de la constellation des Gémeaux (Gemini) pris sur deux nuits, les 23 et 29 Janvier, en utilisant le télescope de 330mm Abbott Lawrence de l'Observatoire Lowell (Flagstaff, Arizona).
Annonce de la découverte de Pluton dans le New York Times le 14 mars 1930
Respectant scrupuleusement les procédures de recherche, Clyde William Tombaugh a soigneusement regardé, à l'aide d'une machine appelé "comparateur", le mouvement des objets capturés sur le film. Tombaugh a alors découvert Pluton, la neuvième planète du Système solaire, dans l'après-midi du 18 Février 1930 en examinant minutieusement une paire de clichés du ciel profond à l'Observatoire Lowell.
La recherche par l'Observatoire Lowell d'une éventuelle neuvième planète a commencé en 1905, sous l'impulsion du fondateur de l'observatoire, Percival Lowell. Lowell étudia surtout Mars et chercha à démontrer l'existence des "canaux". Il envisagea cependant la présence d'une "planète X" au-delà de Neptune, et en indiqua l'orbite probable (1915), d'après certaines perturbations dans le mouvement d'Uranus et de Neptune. Indépendamment de Percival Lowell, William Henry Pickering (1858/1938) suggéra également l'existence d'une planète inconnue au-delà de Neptune, dont il calcula l'orbite.
Photographiée deux fois en 1919 sans qu'on l'ait remarquée sur les clichés, Pluton n'a été découverte qu'en 1930 par Clyde Tombaugh à 5° de la position prédite. En fait Pluton était trop petite pour avoir pu perturber Uranus et Neptune (le calcul de ces perturbations, fondé sur des erreurs d'observations, était d'ailleurs faux). Des anomalies dans son mouvement avaient donné à penser qu'il s'agissait d'un ancien satellite de Neptune, qui aurait échappé à l'attraction neptunienne, en frôlant Triton, autre satellite de Neptune. Cette hypothèse a été abandonnée en 1978, après la découverte en 1976 de Charon (S/1978 P1), satellite de Pluton.
Vue d'artiste de Pluton, accompagné de son satellite Sharon
L'Observatoire Lowell a fait l'annonce officielle de la découverte de la nouvelle planète le 13 Mars 1930, jour anniversaire de la naissance de Percival Lowell. Après de nombreuses suggestions, le nom de Pluton a été choisi. La communauté astronomique de l'époque a adopté un symbole pour la planète rappelant les initiales de Percival Lowell.