发现
在1840年代，奥本·勒维耶（Urbain Le Verrier）在分析天王星轨道的扰动后，利用牛顿力学来预测当时未被发现的行星——海王星的位置。[5] 随后在19世纪后期对海王星的观测，使天文学家推测天王星的轨道正受到海王星以外的另一个行星的干扰。[10]
1906年，珀西瓦尔·洛厄尔（Percival Lowell），一位富有的波士顿人，于1894年在亚利桑那州弗拉格斯塔夫成立了罗威尔天文台（Lowell Observatory）。1906年，他开始搜索第九大行星——行星X。[6] 到1909年，罗威尔和威廉·亨利·皮克林（William H. Pickering）提出了这种行星的几种可能的天球坐标。[7]
此项搜索一直持续到1916年罗威尔逝世为止，但是没有任何成果。1915年3月19日的巡天已拍摄到了两张带有模糊的冥王星图像的照片，但是这些图像并没有被正确辨认出来。[7] [8] 已知的此类前向重建照片还有15张，最早可追溯至叶凯士天文台于1909年8月20日拍摄的照片。[9]
帕西瓦尔·罗威尔的遗孀康斯坦斯·罗威尔（Constance Lowell）企图获取天文台中其夫所有的份额，为此展开了十年的法律诉讼。对X行星的搜索因由此产生的法律纠纷直至1929年才恢复。时任天文台主管的维斯托·斯里弗（Vesto Melvin Slipher）在看到克莱德·汤博（Clyde Tombaugh）的天文绘图样品后，将搜索X行星的任务交与汤博。
汤博的任务是系统地成对拍摄夜空照片、分析每对照片中位置变化的天体。汤博借助闪烁比对器快速调换感光干板搜索天体的位置变化或外观变化。1930年2月18日汤博在经历近一年的搜索后在当年1月23日与1月29日拍摄的照片中发现了一可能移动的天体。1月21日的一张质量不佳的照片确认了该天体的运动。在天文台进一步拍摄了验证照片后，发现第九大行星的消息于1930年3月13日由电报发往哈佛大学天文台。[7]