Theo truyền thống đặt tên các hành tinh theo tên các vị thần La Mã cổ đại, Pluto lấy tên của nó từ vị thần âm phủ của La Mã. Đài quan sát Lowell đã đặt tên cho hành tinh này sau khi nhận được gợi ý từ cậu bé 11 tuổi Venetia Burney ở Oxford, Anh. Sao Diêm Vương chính thức nhận tên vào ngày 24 tháng 3 năm 1930.
Đài quan sát Lowell đã nhận được hơn 1.000 tên gợi ý cho hành tinh. Ban đầu, Burney gợi ý cái tên cho ông nội của cô, người đã chuyển gợi ý này cùng với một nhà thiên văn học. Nhà thiên văn học, Herbert Hall Turner, đã chuyển tên này cho các nhà thiên văn học tại Đài quan sát Lowell ở Flagstaff, Ariz. Tên sao Diêm Vương đã được thống nhất chọn từ một danh sách ngắn, cũng bao gồm các tên gợi ý là Minerva và Cronus.
Các mặt trăng của Sao Diêm Vương được đặt tên theo các nhân vật liên quan đến thần Sao Diêm Vương. Charon, mặt trăng đầu tiên được phát hiện ra của Sao Diêm Vương, được đặt theo tên người lái thuyền của thế giới ngầm La Mã, người đưa linh hồn người chết qua sông đến âm phủ. Được phát hiện nhiều thập kỷ sau, hai mặt trăng Nix và Hydra lần lượt được đặt tên theo mẹ của Charon và người bảo vệ nhiều đầu của thế giới ngầm. Những mặt trăng được phát hiện sau đó được đặt theo tên của Kerberos, một con chó ba đầu trong thần thoại Hy Lạp, và Styx, tên của con sông mà Charon đưa linh hồn đến thế giới ngầm.
Trong khi sao Diêm Vương là tên được chấp nhận chung của hành tinh, một số ngôn ngữ sử dụng tên của các nhân vật trong thế giới ngầm từ các truyền thống khác nhau. Một số ngôn ngữ Đông Á gọi hành tinh là Meiosei. Trong tiếng Hindi, hành tinh này được gọi là Yama, trong khi trong tiếng Maori, hành tinh này được gọi là Whiro.
