在飞掠冥王星的过程中，“新视野号”距离冥王星表面最近只有1.25万公里，从而得以拍摄大量的清晰照片。在无法着陆到行星表面，不能进行采样探测的条件下，行星科学家们利用“新视野号”探测冥王星状态的手段有限。首先需要观察行星表面的陨石坑数量，科学家们可以结合各种条件，计算出一颗行星被陨石撞击的概率，然后通过其表面陨石坑的数量，可以判断出它的年龄，进而掌握行星地表活动的频繁程度。在冥王星表面的“心形”区域西侧，20公里宽的“斯普尼克平原”（Sputnik Planum）竟然没有一个陨石坑，说明这个区域相对年轻，形成于一亿年以内。
科学家们发现，即使是一颗矮行星也可以在数十亿年间保持活跃。冥王星的表面展示了丰富的地质形态，这不是一颗死寂的星球，这颗矮行星有着活跃的地表运动，有些活动是由行星内部的运动造成的，这说明柯伊伯带的一些其他小行星也可能具有如此丰富的运动——这给行星科学家们出了一个新难题：冥王星进行众多地质活动的能量从何而来？它距离太阳太远，无法获得足够的能量，行星在形成过程中，因为重力原因相互挤压，有可能在行星的内核产生热量，但是这些热量应该已经发散了。有科学家认为冥王星的一些放射性物质可能通过衰变产生热量。但是放射性物质的衰变周期决定它所产生的热量只能维持几千万年，最多不超过一亿年，绝不可能达到数十亿年。
“新视野号”花费了6.4个地球日飞掠冥王星，但是对于冥王星来说只花费了大半天。因此“新视野号”拍摄的高精度照片大多都处于相同的光照情况。越是观察“新视野号”拍摄的冥王星照片，科学家们就越觉得惊奇。在冥王星的表面有（由冰构成的）山峰，也有（由固态氮构成的）冰山。冥王星平坦的表面，有些区域有着蛇皮一样的纹理，沟壑与小土堆的排列呈现出某种阵列，目前科学家还不清楚为什么会出现这样的形式，同样困扰行星科学家的，还有冥王星表面上暴露出来的大量水冰，以及它们和表面红色沉积物的关系。
“新视野号”第一次直接测量了冥王星表面的温度和气压。尽管冥王星表面的气压只有地球的百万分之一，但是在地表显然是多风的天气，它的大气层中存在着对流现象。尽管地球与冥王星属于完全不同的两种行星，和太阳的距离也相差甚远，但是如果站在两颗行星的表面，人们都能看到蓝色的天空。冥王星天空的颜色可以告诉人们冥王星大气中颗粒的大小和成分，这些颗粒本身可能是灰色或红色，但是它们对阳光的散射形成了类似地球的蓝色天空（地球表面是由氮气分子对阳光对进行散射显示出蓝天）。
此前很多科学家猜测，卡戎看上去应该是一个陨石坑密布，颜色单调的矮行星，但是根据“新视野号”传回的照片，卡戎的表面尽管颜色相对单一，但同样有山峰和峡谷等各种丰富的地形地貌。除了卡戎之外，冥王星还有冥卫二“Nix”、冥卫三“Hydra”、冥卫四“Kerberos”和冥卫五“Styx”另外四颗卫星。在飞掠冥王星之前，“新视野号”先后7次对冥王星进行深度搜索，没有发现更多的卫星。“新视野号”还探测了直到2012年才被人类发现的最小最暗的冥卫五“Styx”，发现它时“新视野号”的行程已经过半。照片显示，Styx并非球形，它有7公里长，但最窄处只有5公里。科学家们同样发现，这颗卫星很有可能与Nix和Hydra一样，表面是由纯水构成的冰覆盖，因此显得更加明亮，这对于科学家们理解冥王星的形成过程非常重要。
完成了人类历史上第一次对此类矮行星的探索之后，现在“新视野号”探测器已经距离地球50亿公里，仍然工作正常，并一直在向地球发回数据，几乎还要一年的时间“新视野号”才能把它的所有数据全部传回地球。现在它正向柯伊伯带的另一个矮行星进发，人类首次开始了对柯伊伯带天体的探索，而在这个小行星带之外，太阳系的范围还包括着向外延伸了两光年之远的奥尔特星云，那将是一个更为陌生的区域。
（本文写作参考了美国航空航天局网站和《科学》杂志的报道）