تحقيق العديد من الأهداف العلمية والبحثية من خلال الملاحظة والتقاط الصور وتحليل البيانات والمعلومات التي يتم جمعها من التلسكوبات الفضائية، ومن بين الأهداف التي تسعى التلسكوبات الفضائية لتحقيقها:
– فهم تاريخ الكون وتطوره من خلال دراسة المجرات والنجوم والكواكب والأجسام السماوية الأخرى.
– دراسة الغلاف الجوي للكوكب الأرضي وتحليل تأثير تغيرات المناخ عليه.
– تحليل ودراسة الأجسام السماوية القريبة من الأرض والتي يمكن أن تشكل تهديدًا للحياة، مثل النيازك.
– دراسة الأبعاد الفيزيائية الأخرى للكون، مثل الإشعاع الكوني الخلفي والثقوب السوداء والنجوم النيوترونية والأشعة الكونية.
– البحث عن حياة خارج الأرض ودراسة الأجواء والظروف المناخية للكواكب الأخرى في المجموعة الشمسية وحول النجوم الأخرى.