Sao Diêm Vương là hành tinh xa nhất quay quanh bầu trời. Năm 1930 một nhà thiên văn học 24 tuổi là Clyde William Tombaugh đã phát hiện ra hành tinh này. Nhà thiên văn trẻ tuổi này tiến hành chụp ảnh các vùng không gian và mỗi vùng không gian được chụp hai lần với thời gian cách nhau giữa hai lần chụp là vài ngày. Sau đó lợi dụng máy hiển thị Tombaugh đã tiến hành so sánh hai tấm phim này với nhau. Qua sáu tháng tiến hành cuối cùng đã phát hiện ra một điểm sáng mới, điểm sáng này chính là sao Diêm Vương.
Là hành tinh xa nhất, sao Diêm Vương có diện mạo khác với các hành tinh khác. Trên bề mặt sao Diêm Vương có nhiệt độ ở khoảng - 230 đến - 2100C, thành phần chủ yếu của bầu khí quyển là nitơ. Các chuyên gia còn cho rằng bề mặt của nó còn có các thành phần amôniăc, ôxít cácbon... Năm 1987 người ta phát hiện ra sao Diêm Vương có một vệ tinh duy nhất được đặt tên là Charon. Đường kính của sao Diêm Vương khoảng 2300 km chỉ bằng nửa đường kính Mặt Trăng nhưng đường kính của vệ tinh của nó lại bằng nửa sao Diêm Vương. Sao Diêm Vương và vệ tinh của nó là một cặp sao có quan hệ khăng khít với nhau.
Năm 1992 người ta lại phát hiện ra một thiên thể mới có kí hiệu là 1992QB1 có quĩ đạo quay quanh Mặt Trời còn xa hơn cả sao Diêm Vương. Thiên thể này có đường kính 250 km và quay theo quĩ đạo ở 41-48 độ thiên văn Mặt Trời. Sau đó người ta liên tục phát hiện được những thiên thể tương tự và đến cuối năm 2003 đã phát hiện được hơn 700 thiên thể trong đó thiên thể có đường kính lởn nhất là 1200 km. Các nhà thiên văn học gọi chúng là các thiên thể dải Kuiper trong đó còn có người cho rằng sao Diêm Vương là một thành viên của dải Kuiper này sẽ hợp lí hơn.