Pluto braucht ungefähr 6,4 Erdtage, um sich einmal um seine Rotationsachse zu drehen. Plutos Mond Charon umkreist Pluto ebenfalls alle 6,4 Tage einmal. Astronomen bezeichnen dieses Phänomen als Gezeitensperre.
Astronomische Daten zeigen, dass sich Pluto wie der Planet Venus in Ost-West-Richtung um seine Achse dreht. Die anderen Planeten, einschließlich der Erde, drehen sich von Westen nach Osten. Diese retrograde Rotation deutet darauf hin, dass irgendwann in der Vergangenheit ein anderes Objekt mit Pluto kollidierte, die Richtung seiner Drehung umkehrte und möglicherweise zu seiner stark geneigten, exzentrischen Umlaufbahn um die Sonne beitrug.
Astronomen dachten einst, dass Pluto ein entflohener Mond von Uranus oder Neptun sei. Der Konsens hat sich in den letzten Jahren jedoch geändert, und die führende Theorie besagt, dass Pluto einer von mehreren gefrorenen Zwergplaneten im Kuipergürtel ist, einer Region des Sonnensystems jenseits der Umlaufbahn von Neptun. Es wird angenommen, dass kurzzeitige Kometen wie der Halleysche Komet aus dem Kuipergürtel stammen.