Kosmiczny Teleskop Hubble'a (HST) działa poprzez stopniowe gromadzenie światła z odległych obiektów i wykorzystywanie go do gromadzenia danych o wszechświecie. Nie robi zdjęć, ani nie wyświetla obrazów w żadnym tradycyjnym sens. Światło, które gromadzi, jest raczej tłumaczone na dane, które mogą być przekazywane astronomom, którzy mogą, ale nie muszą, konwertować dane na obrazy, w zależności od potrzeb badawczych.
HST okrąża Ziemię ponad atmosferą, co daje mu w zasadzie nieograniczony widok ciał niebieskich. Każda orbita umożliwia jej przesłonięcie w poprzek odcinków nieba, z których można zbierać światło. Światło to spływa z odległych obiektów bardzo stopniowo, a większość obrazów HST wymaga kilku orbit, aby zebrać wystarczającą ilość światła, aby uzyskać sensowne dane. Astronom, który poprosił o obserwację, jest wymagane zaprogramowanie dokładnej sekwencji ruchów, które HST podejmuje, aby zobaczyć badany obiekt.
HST ma sześć głównych instrumentów do zbierania światła o różnych częstotliwościach. W początkowym okresie życia teleskopu używano tylko jednego instrumentu na raz, ale później postanowiono pozostawić wszystkie sześć instrumentów aktywnych podczas każdej obserwacji. Dane z pięciu niepotrzebnych instrumentów są obsługiwane przez specjalny zespół, a żądane dane są przesyłane do zespołu, który poprosił o obserwację. Zespół ten ma wtedy jeden rok na przeanalizowanie danych przed ich publicznym opublikowaniem.
