Đường kính của Charon khoảng 1.207 km, bằng một nửa so với Pluto, với diện tích bề mặt vào cỡ 4.580.000 km². Không giống như Pluto, với bề mặt bao phủ bởi nitrogen và băng methane, bề mặt của Charon được bao phủ bởi băng nước khó bốc hơi hơn, và có vẻ như không có khí quyển. Vào năm 2007, từ những quan sát của đài thiên văn Gemini, người ta nhận thấy dấu hiệu của amoniac ngậm nước và tinh thể nước. Điều này cho thấy Charon có thể có những mạch phun nhiệt độ siêu thấp (cryo-geyser).

Những lần che khuất lẫn nhau liên tiếp của Pluto và Charon trong thập kỉ 80 cho phép các nhà khoa học tính toán quang phổ của Pluto và quang phổ của cả hệ 2 thiên thể. Lấy cái thứ 2 trừ đi cái thứ nhất, người ta tính toán được quang phổ, và từ đó là cấu trúc bề mặt, của Charon.

Thể tích và khối lượng của Charon chỉ ra mật độ của nó. Từ mật độ đó, người ta cho rằng Charon là một thiên thể băng, chứa ít các cấu trúc đất đá hơn Pluto. Do đó, người ta giả thiết rằng, Charon được tạo ra sau một vụ va chạm lớn của Pluto với một thiên thể trong quá khứ. Có 2 giả thuyết trái ngược nhau về cấu trúc bên trong của Charon. Một giả thuyết cho rằng Charon có phần lõi đá rắn và phần vỏ băng, trong khi giả thuyết kia nghiêng về một thiên thể đồng nhất về cấu trúc. Giả thuyết thứ nhất gần đây đã phần nào được chứng minh khi những phát hiện về sự xuất hiện tinh thể băng nước được đài quan sát Gemini tìm thấy vào năm 2007. Tinh thể như vậy không thể tồn tại quá 30.000 năm do tia cực tím từ mặt trời sẽ chuyển mọi tinh thể kết tinh thành dạng vô định hình. Từ đó cho thấy một cấu trúc bên trong khác biệt của Charon.