L'atmosfera di Plutone è il tenue strato di gas che circonda il pianeta nano, ed è composta da azoto e in misura minore da metano e monossido di carbonio derivanti dalla sublimazione dei ghiacci superficiali.[1] La pressione nei pressi della superficie è di circa 1 Pa (10 μbar), circa 100.000 volte inferiore alla pressione terrestre.[2] Contiene strati di foschia, costituiti probabilmente da composti più pesanti che si formano da questi gas, a causa delle radiazioni ad alta energia, ed è particolarmente mutevole, per ragioni non del tutto chiare e non causate esclusivamente dalle peculiarità delle rotazioni orbitale e assiale di Plutone.[3]
Plutone è l'unico oggetto transnettuniano noto a possedere un'atmosfera.[4] La pressione dell'atmosfera sulla sua superficie, misurata dalla sonda spaziale New Horizons nel 2015, è di circa 1 Pa (10 μbar) μbar), circa 100.000 volte inferiore alla pressione atmosferica della Terra. La temperatura superficiale è compresa tra 40 e 60 K (da −230 a −210 °C) ,[5] ma cresce rapidamente con l'altitudine poiché il metano genera un effetto serra nella sua atmosfera. Vicino ai 30 km di altitudine raggiunge in genere i 110 K, per poi decrescere gradualmente.[4]
L'atmosfera di Plutone è stata studiata a partire dagli anni ottanta sulla base dell'osservazione di occultazioni di stelle da parte di Plutone e con osservazioni spettroscopiche, mentre nel 2015 è stato studiato da vicino dalla New Horizons.