El cinturó de Kuiper és una àrea del sistema solar que s'estén des de l'òrbita de Neptú (a 30 ua) fins a 50 ua del Sol. Aquesta àrea conté diversos cossos celestes (fins ara, se n'han descobert uns 800), inclòs el planeta nan Plutó, i alguns dels quals mesuren més de 1.000 km de diàmetre. Els objectes del cinturó de Kuiper (KBO per les sigles en anglès de Kuiper Belt Objects), juntament amb els objectes del disc dispers i els del núvol d'Oort, formen el grup dels objectes transneptunians. Al seu torn, els objectes del cinturó de Kuiper es divideixen en diversos grups, principalment en plutins, cubewanos i twotinos.
Orígens miniatura|upright=1.3|Visió artística del cinturó de Kuiper i del núvol d'Oort, encara més distant Es creu que, durant els primers temps del sistema solar, la interacció de Neptú amb diversos cossos menors va modificar l'òrbita del planeta, allunyant-lo del Sol. En el procés, Neptú va escombrar, gravitacionalment, tots els cossos que es trobaven a menys de 40 ua del Sol, excepte aquells que fortuïtament es trobaven en una ressonància orbital 3:2 amb el planeta. Aquests cossos ressonants van formar els plutins i els cossos desplaçats, els cubewanos.
Els primers astrònoms que van suggerir l'existència d'aquest cinturó van ser Frederick C. Leonard el 1930 i Kenneth E. Edgeworth el 1943. El 1951, Gerard Kuiper no sols va postular l'existència del cinturó sinó que també va suggerir que era la font dels cometes de període curt (els que tenen un període orbital de menys de 200 anys). Al G. W. Cameron, el 1962, Fred L. Whipple, el 1964, i Julio Fernández, el 1980, van continuar perfilant la teoria sobre l'existència del cinturó. Finalment, l'any 1992, es va descobrir el primer objecte que formava part d'aquest cinturó, (15760) Albion. Des de llavors, el cinturó s'anomena cinturó de Kuiper o, a vegades, cinturó d'Edgeworth-Kuiper. Alguns grups de científics recomanen fer servir el nom dobjecte transneptunià per a evitar controvèrsies sobre l'atribució del descobriment, però aquest nom no és un sinònim, ja que inclou també els objectes situats més enllà del límit de 50 ua.
Història miniatura|Plutó i Caront Després del descobriment de Plutó en 1930, molts van especular que podria no estar sol. La regió que ara es diu cinturó de Kuiper es va plantejar com a hipòtesi de diverses formes durant dècades. En 1992 es va trobar la primera prova directa de la seva existència. El nom i la varietat d'especulacions anteriors sobre la naturalesa del cinturó de Kuiper han portat a una incertesa contínua sobre qui es mereix crèdit per proposar-ho primer.
Hipòtesi El primer astrònom que va suggerir l'existència d'una població transneptuniana va ser Frederick C. Leonard. Poc després del descobriment de Plutó per Clyde Tombaugh el 1930, Leonard va reflexionar sobre si «no era probable que a Plutó hagi sortit a la llum el primer d'una sèrie de cossos ultraneptunians, els membres restants dels quals encara esperen ser descoberts, però que finalment estan destinats a ser detectats». Aquest mateix any, l'astrònom Armin O. Leuschner va suggerir que Plutó «pot ser un dels molts objectes planetaris de llarg període encara per descobrir». miniatura|L'astrònom Gerard Kuiper, que dona nom al cinturó de Kuiper En 1943, al Journal of the British Astronomical Association, Kenneth Edgeworth va plantejar la hipòtesi que, a la regió més enllà de Neptú, el material dins de la nebulosa solar primordial estava massa espaiat per condensar-se en planetes i, per tant, més aviat condensat en una miríada de cossos més petits. D'això va concloure que «la regió exterior del sistema solar, més enllà de les òrbites dels planetes, està ocupada per una gran quantitat de cossos comparativament petits» i que, de tant en tant, un «s'allunya de la seva pròpia esfera i apareix com un visitant ocasional del sistema solar interior», convertint-se en cometa.
El 1951, en un article publicat a Astrophysics: A Topical Symposium, Gerard Kuiper va especular que un disc similar s'havia format d'hora en l'evolució del sistema solar, però no creia que aquest cinturó encara existís avui. Kuiper operava sota la suposició, comuna en la seva època, que Plutó era de la grandària de la Terra i, per tant, havia dispersat aquests cossos cap al núvol d'Oort o fora del sistema solar. Si la hipòtesi de Kuiper fos correcta, avui no hi hauria un cinturó de Kuiper.
La hipòtesi va adoptar moltes altres formes a les dècades següents. El 1962, el físic Al G.W. Cameron va postular l'existència d'«una enorme massa de material petit als afores del sistema solar». El 1964, Fred Lawrence Whipple, qui va popularitzar la famosa hipòtesi de la «bola de neu bruta» per a l'estructura de l'estel, va pensar que un «cinturó d'estels» podria ser prou massiu per causar les suposades discrepàncies en l'òrbita d'Urà que havien provocat la recerca del Planeta X, o, almenys, prou massiu per afectar les òrbites d'estels coneguts. L'observació va descartar aquesta hipòtesi.
En 1977, Charles Kowal va descobrir 2060 Chiron, un planetoide gelat amb una òrbita entre Saturn i Urà. Va usar un microscopi de parpelleig, el mateix dispositiu que li havia permès a Clyde Tombaugh descobrir Plutó gairebé cinquanta anys abans. En 1992 un altre objecte, 5145 Pholus, va ser descobert en una òrbita similar. Avui dia, se sap que existeix una població completa de cossos semblants a estels, anomenats centaures, a la regió entre Júpiter i Neptú. Les òrbites dels centaures són inestables i tenen una vida dinàmica de pocs milions d'anys. Des del moment del descobriment de Quiró el 1977, els astrònoms han especulat que, per tant, els centaures s'han de reposar amb freqüència mitjançant algun dipòsit extern.
Més tard, de l'estudi dels estels van sorgir més proves de l'existència del cinturó de Kuiper. Se sap des de fa algun temps que els cometes tenen una vida útil finita. A mesura que s'acosten al Sol, la seva calor fa que les seves superfícies volàtils se sublimin a l'espai, dispersant-les gradualment. Perquè els cometes continuïn sent visibles durant l'era del sistema solar, s'han de reposar amb freqüència. Una d'aquestes àrees de reabastament és el núvol d'Oort, un eixam esfèric de cometes que s'estén més enllà de les 50.000 unitats astronòmiques des del Sol, la primera hipòtesi del qual va ser l'astrònom neerlandès Jan Oort el 1950. Es creu que el núvol d'Oort és el punt d'origen de cometes de període llarg, que són aquells, com Hale-Bopp, amb òrbites que duren milers d'anys.
Hi ha una altra població de cometes, coneguda com a cometes de període curt o periòdics, que consisteix en aquells cometes que, com el cometa Halley, tenen períodes orbitals de menys de 200 anys. A la dècada de 1970, la velocitat a la qual s'estaven descobrint cometes de període curt s'estava tornant cada cop més inconsistent amb el seu sorgiment únicament del núvol d'Oort. Perquè un objecte del núvol d'Oort es converteixi en un cometa de període curt, primer hauria de ser capturat pels planetes gegants. En un article publicat a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society en 1980, l'astrònom uruguaià Julio Fernández va afirmar que per cada cometa de període curt que fos enviat a l'interior del sistema solar des del núvol d'Oort, 600 haurien de ser projectats a l'espai interestel·lar. Va especular que es requeriria un cinturó d'estels d'entre 35 i 50 ua per donar compte del nombre observat de cometes. Seguint el treball de Fernández, el 1988 l'equip canadenc de Martin Duncan, Tom Quinn i Scott Tremaine va realitzar una sèrie de simulacions per ordinador per determinar si tots els cometes observats podrien haver arribat des del núvol d'Oort. Van descobrir que el núvol d'Oort no es podia adonar de tots els cometes de període curt, especialment perquè els cometes de període curt s'agrupen prop del pla del sistema solar, mentre que els cometes del núvol d'Oort tendeixen a arribar des de qualsevol punt del cel. Amb un «cinturó», com ho va descriure Fernández, agregat a les formulacions, les simulacions van coincidir amb les observacions. Segons s'informa, pel fet que les paraules «Kuiper» i «cinturó de cometes» van aparèixer a la frase inicial de l'article de Fernández, Tremaine va anomenar a aquesta hipotètica regió «cinturó de Kuiper».
Descobriment miniatura|El conjunt de telescopis al cim de Mauna Kea, amb el qual es va descobrir el cinturó de Kuiper. miniatura|235x235px|En 1980, l'astrònom Julio Fernández va descartar el Núvol d'Oort com un reservori de cometes de període curt. Com que les paraules «Kuiper» i «cinturó de cometes» van aparèixer a la frase inicial de l'article de Fernández, es va denominar aquesta hipotètica regió com a «cinturó de Kuiper». El 1987, l'astrònom David Jewitt, llavors del MIT, es va sentir cada vegada més desconcertat per l'aparent buit del sistema solar exterior». Va encoratjar a la llavors estudiant de postgrau Jane Luu que l'ajudés en el seu esforç per localitzar un altre objecte més enllà de l'òrbita de Plutó, perquè, com ell li va dir, «Si no ho fem, ningú ho farà». Utilitzant telescopis a l'Observatori Nacional Kitt Peak a Arizona i l'Observatori Inter-Americà del Cerro Tololo a Xile, Jewitt i Luu van dur a terme la seva recerca de la mateixa manera que ho van fer Clyde Tombaugh i Charles Thomas Kowal, Charles Kowal, amb un microscopi de parpelleig. Inicialment, l'examen de cada parell de plaques va prendre aproximadament vuit hores, però el procés es va accelerar amb l'arribada de dispositius electrònics de càrrega acoblada o CCD, que, encara que el seu camp de visió era més estret, no només eren més eficients en la recol·lecció de llum (van retenir el 90% de la llum que els va colpejar, en lloc del 10% aconseguit per fotografies) però va permetre que el procés de parpelleig es fes virtualment, en una pantalla d'ordinador. Avui dia, els CCD formen la base de la majoria dels detectors astronòmics. El 1988, Jewitt es va traslladar a l'Institut d'Astronomia de la Universitat de Hawaii. Més tard, Luu es va unir amb ell per treballar en el telescopi de 2,24 m de la Universitat de Hawaii a Mauna Kea. Finalment, el camp de visió dels CCD va augmentar a 1024 per 1024 píxels, la qual cosa va permetre que les cerques es fessin molt més ràpidament. Finalment, després de cinc anys de recerca, Jewitt i Luu van anunciar el 30 d'agost de 1992 el «Descobriment del candidat cinturó de Kuiper de l'objecte 1992 QB1». Sis mesos després, van descobrir un segon objecte a la regió, (181708) 1993 FW. Per al 2018, s'havien descobert més de 2000 objectes de cinturons de Kuiper.
Més de mil cossos es van trobar en un cinturó en els vint anys (1992-2012), després de trobar 1992 QB1 (anomenat el 2018, (15760) Albion), mostrant un vast cinturó de cossos a part de Plutó i Albion. Per a la dècada del 2010, es desconeix en gran manera l'abast i la naturalesa complets dels cossos del cinturó de Kuiper. Finalment, a finals de la dècada de 2010, dos objectes del cinturó de Kuiper van passar de prop per una nau espacial no tripulada, la qual cosa va proporcionar observacions molt més properes del sistema plutonià.