冥王星大气层是冥王星周边薄薄的气体层。它的主要成分是氮（N），次要的成分还有甲烷（CH）和一氧化碳（CO），这些都与它们在冥王星表面的冰平衡。表面的压力范围在6.5至24微帕（0.65至2.4Pa），大约是地球大气压力的百万分之一至十万分之一，远远低于地球表面的大气压力。预测冥王星的椭圆轨道对它的大气层主要的影响是：当冥王星远离太阳时，它的大气层会逐渐冻结。当冥王星接近太阳时，冥王星固体的表面温度上升，造成冰的昇华。就像汗水从皮肤表面蒸发时会冷却身体一样，冥王星的昇华会造成反温室效应，使表面冷却。存在大