Kính thiên văn vũ trụ Hubble (HST), đài quan sát quang học tinh vi đầu tiên được đặt vào quỹ đạo quanh Trái đất. Bầu khí quyển của trái đất che khuất tầm nhìn của các nhà thiên văn học trên mặt đất đối với các thiên thể bằng cách hấp thụ hoặc làm biến dạng các tia sáng từ chúng. Tuy nhiên, một kính viễn vọng đặt ngoài không gian hoàn toàn ở trên bầu khí quyển và nhận được hình ảnh có độ sáng, độ rõ và chi tiết lớn hơn nhiều so với kính viễn vọng trên mặt đất với quang học tương đương.
Sau khi Quốc hội Hoa Kỳ cho phép xây dựng vào năm 1977, Kính thiên văn vũ trụ Hubble (HST) được chế tạo dưới sự giám sát của Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia Hoa Kỳ (NASA) của Hoa Kỳ và được đặt theo tên của Edwin Hubble, nhà thiên văn học hàng đầu của Mỹ Thế kỷ 20. HST đã được đặt vào quỹ đạo khoảng 600 km (370 dặm) trên Trái đất bởi các phi hành đoàn của tàu con thoi Discovery vào ngày 25 Tháng Tư 1990.
HST là một kính viễn vọng phản xạ lớn có quang học gương thu thập ánh sáng từ các thiên thể và hướng nó vào hai camera và hai máy quang phổ (tách bức xạ thành phổ và ghi lại phổ). HST có gương chính 2,4 mét (94 inch), gương phụ nhỏ hơn và nhiều dụng cụ ghi âm khác nhau có thể phát hiện ánh sáng nhìn thấy, tia cực tím và tia hồng ngoại. Điều quan trọng nhất trong số các thiết bị này, máy ảnh hành tinh trường rộng, có thể chụp ảnh trường rộng hoặc độ phân giải cao của các hành tinh và các vật thể thiên hà và ngoài vũ trụ. Máy ảnh này được thiết kế để đạt được độ phân giải hình ảnh lớn hơn 10 lần so với kính viễn vọng lớn nhất trên Trái đất. Một camera vật thể mờ có thể phát hiện vật thể mờ hơn 50 lần so với bất kỳ thứ gì có thể quan sát được bằng bất kỳ kính viễn vọng mặt đất nào; máy quang phổ đối tượng mờ tập hợp dữ liệu về thành phần hóa học của vật thể. Máy quang phổ có độ phân giải cao nhận được ánh sáng cực tím của các vật thể ở xa không thể tới Trái đất do sự hấp thụ khí quyển.
Khoảng một tháng sau khi ra mắt, rõ ràng là gương chính lớn của HST đã bị đặt sai hình dạng do các quy trình thử nghiệm bị lỗi bởi nhà sản xuất gương. Khiếm khuyết quang học, quang sai hình cầu, khiến gương tạo ra hình ảnh mờ hơn là hình ảnh sắc nét. HST cũng phát triển các vấn đề với con quay hồi chuyển và với các mảng năng lượng mặt trời. Vào ngày 2 tháng 12 năm13 tháng 12 năm 1993, một nhiệm vụ của tàu con thoi vũ trụ Endeavour của NASA đã tìm cách khắc phục hệ thống quang học của kính viễn vọng và các vấn đề khác. Trong năm lần đi bộ trong không gian, các phi hành gia tàu con thoi đã thay thế máy ảnh hành tinh trường rộng của HST và lắp đặt một thiết bị mới chứa 10 gương nhỏ để điều chỉnh đường đi ánh sáng từ gương chính sang ba dụng cụ khoa học khác. Nhiệm vụ đã chứng minh một thành công không thể đạt được, và HST sớm bắt đầu hoạt động hết công suất, trả lại những bức ảnh ngoạn mục về các hiện tượng vũ trụ khác nhau.
Ba nhiệm vụ tàu con thoi tiếp theo vào năm 1997, 1999 và 2002 đã sửa chữa các con quay của HST và bổ sung các thiết bị mới bao gồm máy quang phổ gần hồng ngoại và máy ảnh trường rộng. Nhiệm vụ đưa đón không gian cuối cùng để phục vụ HST, dự định lắp đặt camera mới và máy quang phổ tử ngoại, đã được triển khai vào năm 2009. HST dự kiến sẽ duy trì hoạt động đến ít nhất 2020, sau đó dự kiến sẽ được thay thế bởi James Webb Kính thiên văn vũ trụ, được trang bị một chiếc gương lớn hơn bảy lần so với HST.
Những khám phá của HST đã cách mạng hóa thiên văn học. Các quan sát về các biến Cepheid trong các thiên hà gần đó cho phép xác định chính xác đầu tiên về hằng số của Hubble, đó là tốc độ giãn nở của vũ trụ. HST chụp ảnh các ngôi sao trẻ với các đĩa cuối cùng sẽ trở thành các hệ hành tinh. Trường sâu Hubble, một bức ảnh của khoảng 1.500 thiên hà, đã tiết lộ sự tiến hóa của thiên hà đối với gần như toàn bộ lịch sử của vũ trụ. Trong hệ mặt trời, HST cũng được sử dụng để khám phá Hydra và Nix, hai mặt trăng của hành tinh lùn Pluto.
