New Horizons ist die erste Raumsonde, die ausgesandt wurde, um den kalten Zwergplaneten Pluto und seine Monde Charon, Hydra und Nix direkt zu beobachten. Pluto ist ein Kuipergürtel-Objekt, ein Mitglied des diffusen Asteroidengürtels jenseits der Umlaufbahn von Neptun, zu dem auch der Zwergplanet Eris gehört. Je nachdem, was Wissenschaftler entscheiden, könnten sie auch einen Vorbeiflug an anderen Kuipergürtel-Objekten genehmigen.
New Horizons wurde am 19. Januar 2006 gestartet. Es passierte Jupiter am 28. Februar 2007 und wird voraussichtlich im Juli 2015 auf Pluto eintreffen. Plutos exzentrische Umlaufbahn bringt es zwischen 30 und 49 AE (Erde-Sonne-Abstände) von der Sonne entfernt. Zum Vergleich: Jupiter ist nur etwa 5.5 AE von der Sonne entfernt. Wenn New Horizons an Pluto vorbeifliegt, wird es das Sonnensystem mit Fluchtgeschwindigkeit verlassen und ist damit das fünfte Fahrzeug, das dies tut, nach Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1 und Voyager 2.
New Horizons ist die erste Mission in der neuen Kategorie Fronter Missions der NASA, die größer und teurer ist als Discovery-Programme, aber weniger als Flaggschiff-Programme wie der Mondstart. Eine weitere bevorstehende Grenzmission ist Juno, ein Orbiter, der entsandt werden soll, um das Magnetfeld und die atmosphärische Zusammensetzung des Jupiter zu untersuchen.
Als es gestartet wurde, brauchte New Horizons nur neun Stunden, um die Mondumlaufbahn zu passieren. Mit einer erdrelativen Geschwindigkeit von 16.21 km/s (36,260 mph) beim Abschalten der letzten Stufe war New Horizons der bisher schnellste Raumfahrzeugstart. Mit einer Jupiter-Schwerkraftunterstützung wurde das Raumfahrzeug um einen Faktor von 4 km/s beschleunigt und auf eine um 8,947 Grad zur Ekliptik geneigte Flugbahn geschickt. Dies ist notwendig, da Plutos exzentrische Umlaufbahn ihn im Gegensatz zu den wahren Planeten des Sonnensystems zeitweise erheblich über der Ekliptik befindet.
Am 21. September 2006 wurden die ersten Bilder von Pluto mit dem Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) von New Horizon aufgenommen. Diese Bilder sind unerlässlich, da die Navigation zu weit entfernten Objekten des Kuipergürtels große Präzision und angemessene Informationen erfordert. 2011 wird New Horizons die Umlaufbahn von Uranus passieren und 2014 Neptun. Im Jahr 2015, wenn alles nach Plan verläuft, wird New Horizons innerhalb von 10,000 km (6,200 Meilen) von Pluto und 27,000 km (16,800 Meilen) von seinem größten Mond Charon fliegen.