冥王星的地质是指对冥王星表面组成、外壳与内部结构的相关研究。因为冥王星距离地球极为遥远，所以在地球上难以对冥王星进行深入研究。直到2015年7月14日新视野号飞掠冥王星系统以前，冥王星地质的细节并不为人所知。
冥王星的表面有98%以上是冰冻的固态氮，以及痕量的甲烷和二氧化碳。冥王星固定对着冥卫一的一面含有较多甲烷冰，而另一面则有较多固态氮与固态二氧化碳。
哈勃空间望远镜拍摄照片制作的冥王星地图和红外线波段的冥王星光变曲线周期性变化可以看出冥王星表面有相当多种地形，使冥王星表面不同区域的亮度与颜色有明显差异，表面反照率在0.49到0.66之间变化。冥王星是太阳系天体表面各区域对比最明显天体之一，与土星卫星土卫八相当。冥王星表面的颜色有碳黑、深橙与白色。冥王星的颜色较类似木卫一，但更偏橙色，并且红色色泽较火星淡。
1994到2003年间冥王星表面曾经历颜色变化，冥王星北极区在这期间变亮，而南半球则变暗。2000到2002年间冥王星整体表面大幅红化。冥王星表面颜色快速变化可能与冥王星大气层季节性的升华和凝固有关，并且冥王星的极大转轴倾角和高度轨道离心率也加强了这些反应。
史波尼克高原可能是由固态二氧化碳等比水冰挥发性更强的物质所组成，而该区域的基底物质是水冰。在该区域表面可见到多边形结构区域，但在部分区域因为积雪，使影像较模糊。并且在史普尼克高原目前没有找到撞击坑。在冰河中可以找到可能是固态氮的物体流入史普尼克高原边缘的峡谷和陨石坑，而峡谷似乎是侵蚀形成。形成自史普尼克高原的冰或雪看似有部分被移动，之后在高原东方和南方重新沉积成薄层，形成广大的亮区汤博区。
在史普尼克高原西南与南缘发现了数公里高的山。水冰是在冥王星表面侦测到的低温固态挥发物中唯一一种强度足以形成如此高度高山的物质。
克苏鲁高原和冥王星上的其他暗色区域有许多撞击坑存在，并且发现了甲烷冰。该区域暗红色物质可能是从冥王星大气层落到表面的托林。
冥王星北半球的中纬度区域有许多种地形存在，让人联想到海卫一的表面。冥王星北极区有一个主要由甲烷冰组成的冰帽，但是固态氮组成的厚层让当地甲烷被稀释，并且使冰帽更暗、更红。
冥王星大气层主要由氮分子（N2）组成，并且因为来自太阳的紫外线照射，造成冥王星大气层每小时散逸数百公吨。目前仍不完全了解氮的来源，但是冥王星的氮逃逸率过高，不可能靠彗星撞击维持大气中的氮含量。因此另一个替代假设是氮来自于冰火山或喷泉喷出氮。最近的冥王星构造地质影像暗示了有物质从冥王星内部喷出，并且喷泉喷发物在冥王星表面留下的痕迹支持了物质喷发的假设。
冥王星的密度是 7003187000000000000♠1.87 g/cm3。因为放射性元素衰变产生的热足以加热冰，使岩石得以分离出来，科学家因此推论冥王星内部有分层构造；岩石往冥王星中心下沉形成核心，周围环绕着水冰组成的地幔。
相关研究假设冥王星核心的直径约为1700公里，约冥王星直径的70% 。冥王星核心内可能仍有放射衰变发生，衰变的热能使水冰融化产生了表面以下深度100至180公里的海洋，该海洋也成为冥王星地核与地幔交界 。德国航空航天中心（DLR）行星研究所计算结果显示，冥王星的密度/半径比例和海卫一一样位在一个过度区域，这个区域是介于由冰组成的中等体积土星的卫星与天王星的卫星和岩石组成的木星的卫星（例如木卫一）之间。
