O Telescópio Espacial Hubble (HST) funciona gradualmente reunindo luz de objetos distantes e usando-a para acumular dados sobre o universo. Ele não tira fotos, nem produz imagens tradicionais senso. Em vez disso, a luz que ele coleta é traduzida em dados que podem ser transmitidos aos astrônomos, que podem ou não optar por converter os dados em imagens, dependendo de suas necessidades de pesquisa.
O HST orbita a Terra acima da atmosfera, o que lhe dá uma visão amplamente desimpedida de objetos celestes. Cada órbita permite que sua abertura varra seções do céu de onde a luz pode ser coletada. Esta luz chega de objetos distantes muito gradualmente, e a maioria das imagens HST requerem várias órbitas para reunir luz suficiente para produzir dados significativos. O astrônomo que solicitou a observação deve programar a seqüência exata de movimentos que o HST realiza para visualizar o objeto em estudo.
O HST possui seis instrumentos principais para coletar luz de várias frequências. No início da vida do telescópio, apenas um instrumento era usado por vez, mas mais tarde foi decidido deixar todos os seis instrumentos ativos durante cada observação. Os dados dos cinco instrumentos desnecessários são tratados por uma equipe especial, enquanto os dados solicitados são transferidos para a equipe que solicitou a observação. Essa equipe tem então um ano para analisar os dados antes de serem divulgados ao público.