Mục tiêu của WMAP là đo lường sự khác biệt nhiệt độ trong bức xạ nền vi sóng vũ trụ (CMB). Các bất đẳng hướng sau đó được sử dụng để đo lường hình học của vũ trụ, nội dung, và sự phát triển, và để kiểm tra mô hình Big Bang, và lý thuyết lạm phát vũ trụ [5].

Với mục tiêu đó cần tạo được một bản đồ toàn bộ bầu trời của CMB, với độ phân giải 13 phút cung (arcminute) qua quan sát đa tần số. Bản đồ này đòi hỏi các sai số hệ thống ít nhất, không có tiếng ồn điểm ảnh tương quan, và hiệu chuẩn chính xác, để cho ra độ chính xác góc lớn hơn độ phân giải của thiết bị [5].

Bản đồ chứa 3.145.728 pixel, và sử dụng phần mềm HEALPix để pixel hóa toàn hình cầu [6]. Kính thiên văn cũng đo phân cực E-mode của CMB, và sự phân cực nền. Thiết bị có thời gian sống 27 tháng; 3 tháng để tới được vị trí L2, và 2 năm quan sát [5].