عملية إطلاق التلسكوبات الفضائية إلى الفضاء تتم عادة من خلال صواريخ الإطلاق الفضائية. يتم تحميل التلسكوب على صاروخ الإطلاق ويتم تشغيل محركات الصاروخ للدفع التلسكوب والصاروخ للخروج من الجاذبية الأرضية ودخول المدار الفضائي.
بعد إطلاق الصاروخ، يتم تفعيل أنظمة التحكم والاستقرار في التلسكوب لضمان استقراره وتوجيهه نحو الاتجاه الصحيح. وبعد بلوغ المدار المناسب، يتم فتح الغلاف الواقي للتلسكوب وتشغيل أنظمةه للبدء في جمع البيانات والملاحظات الفلكية.
أحد الأمثلة الشهيرة على عملية إطلاق التلسكوب الفضائي هو التلسكوب الفضائي هابل. تم إطلاقه في عام 1990 من خلال مكوك الفضاء ديسكوفري وتم وضعه في مدار حول الأرض. وفي عام 2018، تم إطلاق التلسكوب الفضائي جيمس ويب، الذي يُعتبر خلفًا لهابل، باستخدام صاروخ أريان 5.