Teleskop Hubble'a znajduje się na znacznie wyższej orbicie niż Międzynarodowa Stacja Kosmiczna. Podczas zaplanowanych ponad pięciu spacerów kosmicznych astronauci mają wykonać szereg zadań. Zamontują nową, wartą 75 milionów dolarów kamerę, która będzie służyć do poszukiwania odległych planet, czy grup galaktyk. Będzie w stanie dostarczyć również informacji na temat pogody na planetach naszego Układu Słonecznego. Astronauci mają też zamontować nowy układ chłodzenia, kamerę promieniowania podczerwonego i spektroskopu, które nie pracują od awarii poprzedniego systemu przed trzema laty. Najważniejszym celem misji będzie jednak zmiana systemu zasilania teleskopu. Ma on otrzymać nowe większe baterie słoneczne, które dostarczą o 25 proc. więcej mocy, oraz nową jednostkę zasilania. To najbardziej krytyczny etap misji, będzie on wymagał bowiem całkowitego odłączenia zasilania. Jeśli nie uda się go przywrócić w ciągu 8 godzin Teleskop Hubble'a stanie się kosmicznym złomem.