Космический аппарат New Horizons исследовал Плутон с помощью различных научных приборов, среди которых были фотографическая камера LORRI, спектрометры, ультрафиолетовый прибор Alice, радиоспектрометр REX и прибор-регистратор SDC. 5

Некоторые результаты исследований:

• Изучение атмосферы. 13 New Horizons обнаружил, что толщина атмосферы Плутона превышает 1,6 тысячи километров. 1 В её верхних слоях преобладает молекулярный азот, в низких — метан и более сложные углеводороды. 1
• Наблюдение за плазменным хвостом. 1 Спустя 1,5 часа после максимального сближения с Плутоном аппарат наблюдал у карликовой планеты холодный плазменный хвост. 1
• Анализ поверхности. 1 Учёные обнаружили, что плато Спутник покрыто слоем льда из угарного газа. 1 Также были найдены ледяные горы Райт Монс и Пикар Монс — самые высокие возвышенности на поверхности Плутона. 4
• Исследование спутников. 3 New Horizons составил подробную карту большого спутника Плутона — Харона. 3 При обследовании Харона учёные увидели тёмно-красную северную полярную шапку. 4

14 июля 2015 года аппарат максимально приблизился к Плутону, пролетев мимо него на расстоянии 12,5 тысяч километров. 14