Sau khi phóng lên, ICON sẽ thực hiện sứ mệnh hai năm để quan sát các điều kiện trong cả hai tầng nhiệt và tầng điện ly.[8] ICON sẽ được trang bị bốn công cụ: giao thoa kế Michelson, do Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân Hoa Kỳ xây dựng, sẽ đo gió và nhiệt độ trong thermosphere; một đồng hồ đo trôi dạt ion, được xây dựng bởi UT Dallas, sẽ đo lường chuyển động của các hạt tích điện trong tầng điện ly; và hai hình ảnh tia cực tím được xây dựng tại UC Berkeley sẽ quan sát các lớp khí cầu trong bầu khí quyển phía trên để xác định cả mật độ và thành phần của tầng điện ly và nhiệt quyển.