Orbita thumb|Porównanie orbit Plutona i Neptuna thumb|Widok w płaszczyźnie ekliptyki Pluton obiega Słońce w tym samym kierunku co planety, ale obraca się przeciwnie niż one (z wyjątkiem Wenus i Urana). Średnia odległość Plutona od Słońca wynosi 39,59 au (5,92 km), jednak silnie ekscentryczna orbita o mimośrodzie 0,2518 sprawia, że podczas największego zbliżenia znajduje się on w odległości 29,62 au od gwiazdy, czyli bliżej niż Neptun. Ostatnie takie zbliżenie miało miejsce od 7 lutego 1979 do 11 lutego 1999. Wynikać może stąd przekonanie, że orbity Neptuna i Plutona przecinają się. Jednak jest ono błędne, jako że opiera się na wyobrażeniu ruchu tych ciał w jednej płaszczyźnie. W rzeczywistości orbita Plutona jest nachylona ponad 17° do ekliptyki.
Pluton pozostaje z Neptunem w rezonansie orbitalnym 3:2, co oznacza, że na 2 obiegi Plutona przypadają 3 Neptuna. Prędkość obiegu planety podlega bardzo dużym wahaniom: w czasie gdy znajduje się on najbliżej Słońca, w peryhelium (6,10 km/s), jest prawie dwa razy większa niż w aphelium (3,71 km/s).