“尤利西斯”号探测器依靠特殊设计的轨道飞行策略能够飞越太阳南北极进行探测。探测器质量385千克，携带1台以钚238作为能源的核电源，装有9台科学仪器，用于探测太阳两极及其磁场、宇宙线、γ射线、X射线、太阳风。

1990年10月6日探测器由“发现”号航天飞机轨道器施放入轨，1992年2月8日在距木星42.2万千米处掠过，借助木星的引力，将速度方向转向太阳的南极。探测器飞行在垂直于太阳赤道面的椭圆轨道，远日点8亿千米，近日点1.93亿千米。1994年8月飞抵太阳南极区域上空，1995年2月横跨太阳赤道面，6月到达太阳北极地区上空。至1995年9月，“尤利西斯”号探测器已经完成了原定设计任务。但它继续在轨道上飞行，对太阳开展了进一步的探测。2009年6月30日关闭信号，结束其任务。“尤利西斯”号探测器可以从地球上无法提供的角度全方位地观测太阳，获得了重大价值的成果，包括对太阳极区的冕洞进行了观测，发现了极区的高速太阳风，并观测到了太阳磁场翻转过程，探测到了高纬度的辐射暴。