海王星被发现以后不久，从1850年开始，一些天文学家就分析，在海王星以外可能还有一颗未知的新行星。美国天文学家洛韦尔在仔细研究了天王星和海王星轨道异动的误差后，认定还存在一颗更远的行星。为寻找这颗行星，洛韦尔付出了十几年的心血。1905年，他完成了对未知新行星运行轨道的观测推算，并且着手用照相方法进行搜寻。由于这颗未知行星距离地球太遥远，搜寻起来极为困难，所以直到1916年11月洛韦尔去世时，都还没有什么结果。洛韦尔所创建的天文台继承了他的遗愿，继续不懈地搜寻着这未知的行星。
1925年，洛韦尔的兄弟捐献了一架口径32.5厘米的大视场照相望远镜，性能非常好，为继续搜寻新行星提供了优越的条件。1929年，洛韦尔天文台台长邀请美国天文工作者汤博加入搜索未知行星的行列。
哈勃望远镜拍摄的
冥王星和它的卫星在数以百万计的星点中，要找到这颗未必存在的行星，其难度可想而知。汤博深知，行星看起来只是个恒星状的光点，似乎和恒星没什么区别，但如果从动态观察看，行星会绕着自己的恒星转，因而它的位置也在不断变化。
为发现星点位置的变化，汤博想了一个办法：把它们的分布状态随时拍摄下来，再从比较中发现变化。确定了观察方法后，汤博根据洛韦尔的计算，首先把冥王星所在的天空区域划分成一小块一小块，对一个个天区逐一进行搜索，并且在搜索过程中拍摄大量底片。每隔两三天时间，汤博就要重新拍摄相同的天空区域，进行认真的比较。拍摄工作并不困难，但却极其费事——每张照片上平均有16万颗恒星，要在这么多星点中找到位置发生变化了的行星，无异于大海捞针，而且，有些小行星的位置也在发生变化，但它们并不是洛韦尔预言的那颗在“海王星之外的大行星”。可想而知，这项工作有多艰苦和乏味。
汤博特地设计了一种特殊的观测装置，可以同时比较两张底片，并能够较快地寻找到发生闪烁的光点。这项艰苦的工作持续了近一年之久。1930年2月28日，汤博正在检查一组双子星座的底片，细心的他发现其中有一颗星在一段时间内在其他星星之间跑了一段。“难道这就是洛韦尔预言但却没能找到的那颗行星?”面对日思夜盼的发现，汤博几乎不敢相信自己的眼睛。为了进一步确证清楚，他继续拍摄这个星点的照片。几个星期过去了，汤博终于确证：这个星点正是期盼已久的新行星。正如洛韦尔所说的那样，它是运行在海王星之外的一颗行星。
这颗行星也就是以后被确认为太阳系中第九颗行星的——冥王星。
冥王星是如何被发现的？