冥王星主要可能是由冰所组成的，并且有一个由铁镍岩石混合成的小核，不过仍然需要更多的观测数据确认。藉由冥王星的恒星蚀可得知冥王星也有非常稀薄的大气。因为恒星被冥王星遮蔽时，恒星的光并非立刻消失，而是逐渐降低亮度，从降低亮度的情形得知，冥王星的大气分为透明的上层大气和相当不透明的下层大气。据光谱观测的结果，发现冥王星覆盖着甲烷的冰或霜。所以冥王星的反射能相当大，约达５０％。

但是，由於距离太阳十分遥远，在冥王星上远望太阳，太阳已经变得像一颗亮星一样了，使得冥王星的表面因为缺乏热辐射源而十分寒冷，温度大约为-240度-220度之间，而最低温度则可降到华氏-390度。因为极度的寒冷冥王星特别僵硬，事实上它比钢铁还要坚硬。

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