หลังจากที่ต้องเลื่อนกำหนดมาสองวัน ในที่สุด ยานนิวเฮอไรซอนส์ของนาซาได้ทะยานขึ้นสู่อวกาศเมื่อเวลา 2 นาฬิกาของวันที่ 20 มกราคม 2549 ตามเวลาในประเทศไทยที่แหลมแคนาเวอรัล ฟลอริดา ด้วยพลังขับดันของจรวดแอตลาส 5 เป้าหมายของยานลำนี้คือดาวพลูโต ดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวของระบบสุริยะที่ยังไม่มียานลำใดเคยไปสำรวจมาก่อน รวมถึงคารอน บริวารของดาวพลูโต และวัตถุไคเปอร์อีกบางดวง

นิวเฮอไรซอนส์มีกล้องหลักสามกล้อง แต่ละกล้องมีขนาดหน้ากล้อง 8 เซนติเมตรใช้สำหรับถ่ายภาพในสามย่านความถี่ได้แก่อินฟราเรด แสงขาว และอัลตราไวโอเลต นอกจากนี้ยังมีกล้องโทรทรรศน์ขนาด 20.8 เซนติเมตรสำหรับการถ่ายภาพระยะไกล ตัวตรวจจับฝุ่น สเปกโทรมิเตอร์อนุภาคพลังงานสูง  และเครื่องวัดลมสุริยะ เครื่องมือวัดต่าง ๆ ของนิวเฮอไรซอนส์ทั้งหมดอยู่ติดกับตัวถังของยาน ต่างจากยานวอยเอเจอร์และแคสซีนีที่อุปกรณ์วัดติดอยู่กับปลายแขนที่ยื่นยาวออกไปจากตัวถัง ดังนั้นเมื่อยานนิวเฮอไรซอนส์ต้องการเล็งกล้องไปที่ทิศทางใดก็ต้องหันยานไปทั้งลำ 

เพื่อเป็นการรำลึกถึงไคลด์ ทอมบอก์ ผู้ค้นพบดาวพลูโต ยานลำนี้จึงนำเถ้าอัฐิส่วนหนึ่งของเขาไปด้วย

คาดว่ายานนิวเฮอไรซอนส์จะไปถึงดาวพลูโตในปี พ.ศ. 2558