L'atmosfera di Plutone, già molto sottile, è costituita in gran parte da azoto con piccole quantità di metano e monossido di carbonio. Le temperature in calo sulla superficie, a causa del costante allontanamento dal Sole, sembra che stiano causando il congelamento dell'azoto, con conseguente assottigliamento dell'atmosfera. La valutazione è stata fatta usando ciò che è noto come occultazione: usando una stella lontana come retroilluminazione per i telescopi sulla Terra per dare un'occhiata a ciò che sta accadendo su Plutone. È una tecnica di osservazione collaudata, ampiamente utilizzata in astronomia.
L'atmosfera di Plutone è creata dal ghiaccio vaporizzato sulla superficie, con piccoli cambiamenti di temperatura che portano a cambiamenti significativi nella densità apparente dell'atmosfera. Il più grande ghiacciaio di azoto conosciuto è Sputnik Planitia, la parte occidentale dell'area Tombaugh Regio a forma di cuore visibile sulla superficie di Plutone.
Il pianeta nano impiega attualmente 248 anni terrestri per fare un'orbita attorno al Sole, ad un certo punto avvicinandosi fino a 30 unità astronomiche dal Sole, ossia 30 volte la distanza tra la Terra e il Sole. Questa distanza come detto sta crescendo, lasciando Plutone con meno luce solare e temperature più basse. L'aumento della densità atmosferica notato nel 2015 è molto probabilmente dovuto all'inerzia termica – calore residuo intrappolato nei ghiacciai dell'azoto che ha una reazione ritardata rispetto alla crescente distanza tra Plutone e il Sole.
Plutone potrebbe non essere più considerato un pianeta – ancora fonte di alcune polemiche tra gli esperti – ma rimane un corpo planetario di interesse per gli astronomi. Continuiamo a imparare sempre nuove informazioni su questa roccia lontana. Negli ultimi anni, gli astronomi sono stati in grado di accertare che ci sono montagne innevate su Plutone e oceani liquidi sotto la sua superficie – due scoperte che possono dirci di più su come funziona l'atmosfera del pianeta nano.