تستخدم التلسكوبات الفضائية في مهمات الفضاء لتصوير ودراسة الأجرام والظواهر الفيزيائية في الفضاء الخارجي. وتعتمد هذه التلسكوبات على قدرتها على تحديد ورؤية الأشياء في الفضاء البعيد، وذلك بفضل عدم حاجتها للتعامل مع الضبابية والتلوث الجوي والغطاء السحابي.
كما تستخدم التلسكوبات الفضائية لدراسة الكواكب والنجوم والمجرات البعيدة، ومعرفة ما إذا كانت تحوي على حياة أو عناصر مناسبة للحياة، وبالتالي تساعد في توسيع معرفتنا حول كوننا ومكاننا فيه.
على سبيل المثال، يستخدم التلسكوب الفضائي “هابل” (Hubble Space Telescope) لدراسة تشكيل النجوم والمجرات، ومتابعة تحركها وتطورها وفقاً للنظريات الفيزيائية، كما يتم استخدام التلسكوب “تيس” (TESS) للبحث عن الكواكب الصالحة للحياة في الفضاء الخارجي.