Meskipun sempat diragukan dan tak didukung oleh beberapa pihak (termasuk dari kalangan NASA sendiri), New Horizons tetap disetujui dan ditempatkan pada prioritas tertinggi oleh NASA.
Tujuan diluncurkannya New Horizons ke Pluto adalah mempelajari objek-objek Sabuk Kuiper, menganalisis pembentukannya, serta memahami awal terbentuknya Tata Surya. Objek yang akan dipelajari terutama mencakup Pluto dan satelit-satelitnya. Secara spesifik, yang akan dilakukan New Horizons dalam mengeksplorasi Pluto di antaranya:
- Memetakan permukaan Pluto dan satelit-satelitnya (Charon, Nix, Hydra, Styx, dan Kerberos)
- Mempelajari struktur Pluto baik secara geologis, geomorfologis, dan meteorologis.
- Mencari keberadaan atmosfer pada satelit-satelit Pluto
- Memetakan komposisi dan isi kandungan Pluto dan Charon
- Menginvestigasi adanya satelit tambahan dan/atau cincin pada Pluto
- Melakukan eksplorasi satu atau lebih objek Sabuk Kuiper lainnya pascaeksplorasi Pluto
Wahana antariksa ini memiliki dimensi 2,1 2,2 2,7 meter, kira-kira sama ukurannya dengan sebuah grand piano. Beratnya mencapai 478 kilogram. New Horizons pun dilengkapi dengan sebuah antena parabola berdiameter 2,1 m yang digunakan untuk komunikasi dan mengirim data kepada pusat kendali di Bumi. Tenaga untuk pesawat ini dihasilkan oleh sebuah generator radioisotop. Generator ini berisi plutonium yang menjadi bahan bakar New Horizons.
Instrumen yang menyusun New Horizons di antaranya beberapa perangkat komputer pemroses data, penyimpan data, serta alat komunikasi. Tak lupa, peralatan ilmiah yang turut dipasang di wahana ini, seperti LORRI (kamera jarak jauh) SWAP (pendeteksi sinar  kosmis dan angin matahari), Teleskop Ralph, PEPSSI (spektrometer), Alice (instrumen pengindraan jauh dan pemetaan), dan VBSDC untuk mengobservasi debu permukaan Pluto. Instrumen-instrumen ilmiah tersebut tentu saja jauh lebih canggih dibanding misi planet luar sebelumnya, baik Voyager maupun Galileo.
New Horizons diluncurkan pada 19 Januari 2006 dengan roket Atlas V dari Cape Canaveral, Florida. Kecepatannya ketika lepas dari gravitasi bumi mencapai 58.636 kilometer per jam, membuatnya hanya perlu waktu sembilan jam untuk melewati orbit Bulan.Â
Untuk menguji peralatan ilmiahnya, tim APL mengarahkan New Horizons agar melintasi asteroid 132524 APL di Sabuk Asteroid. Hal ini dilakukan karena nantinya New Horizons juga akan menjelajahi wilayah asteroid di Sabuk Kuiper.
Selain itu, New Horizons pertama kalinya berhasil merekam aktivitas vulkanik di Io, salah satu satelit Jupiter, dalam rekaman video. Kemudian, New Horizons melakukan manuver untuk "melontarkan" dirinya menuju Pluto.Â
Dalam hal ini, gravitasi Jupiter yang amat kuat berperan layaknya ketapel untuk membantu New Horizons bergerak lebih cepat, juga menghemat daya yang harus dikeluarkan. Setelah melewati Jupiter, perjalanan panjang yang sebenarnya akan dimulai.
Setelah melewati orbit Jupiter, New Horizons memasuki fase hibernasi. Para teknisi APL mematikan sebagian besar sistem dan instrumen New Horizons, kecuali mesin pendorong dan peralatan komunikasi. Hal ini dilakukan untuk menjaga New Horizons dari kerusakan sistem sebelum sampai di Pluto. Praktis, New Horizons dibiarkan "bebas" mengelana hingga nanti memasuki orbit Pluto.