Nó có thể thu nhận ánh sáng từ vật thể cách xa 12 tỉ năm ánh sáng. Nó lần đầu tiên sử dụng công nghệ Multi-Anode Microchannel Array (MAMA) để ghi nhận tia tử ngoại nhưng loại trừ ánh sáng. Nó có sai số trong định hướng nhỏ tương đương với việc chiếu một tia laser đến đúng vào một đồng xu cách đó 320 km và giữ yên như thế.

Hubble mang theo nhiều trang thiết bị khoa học và camera để phân tích dữ liệu và chụp lại những hình ảnh của vũ trụ. Những camera này không thể tự chụp ảnh, tuy nhiên tương tự như camera cần có ống kính thì Hubble cũng cần có gương để hoạt động. Hubble có một chiếc gương chính, đường kính khoảng 2,4 mét và một gương phụ kích thước nhỏ hơn.

Ánh sáng đi từ ngoài vào gặp gương chính sẽ phản xạ đến gương phụ, sau đó ánh sáng tiếp tục được phản xạ trở lại vị trí trung tâm của gương chính, tại đây có một lỗ để ánh sáng lọt qua và dẫn tới các dụng cụ khoa học. Sau đó, camera sẽ ghi lại những gì mà hệ thống gương phản xạ về với 2 màu trắng và đen. Còn tất cả những luồng sáng, màu sắc đầy sặc sỡ mà chúng ta thường nhìn thấy là do NASA và Cơ quan hàng không vũ trụ châu Âu (ESA) tổng hợp 2 hoặc nhiều bức ảnh và bổ sung thêm màu sắc

Việc thiết kế kính này theo dạng mô-đun cho phép các phi hành gia tháo gỡ, thay thế hoặc sửa chữa từng mảng bộ phận dù họ không có chuyên môn sâu về các thiết bị. Trong một lần sửa, độ phân giải của Hubble đã được tăng lên gấp 10.