V období, kdy se Pluto nachází blíže ke Slunci (ve svém periheliu), dochází k mírnému zvýšení povrchové teploty, k sublimaci těkavých látek zmrzlých na povrchu a k vytvoření řídké atmosféry. Podobně se chová i Charon. Atmosféra obsahuje především dusík, oxid uhelnatý a metan. Při vzájemných zákrytech bylo zjištěno, že atmosféra sahá do výšek téměř 1 500 km nad povrch. Po průchodu periheliem dojde k opětovnému vymrznutí atmosféry.
