开普勒空间望远镜以德国天文学家J.开普勒命名，主要任务是通过用凌星法搜索系外行星，发现位于恒星的宜居带之内或附近的地球大小的系外行星。光学系统为有效口径95厘米、视场约105平方度的施密特望远镜，适度散焦以提高测光精度，带曲率的焦面由42块CCD组成，像元总数约9.5千万，是首个空间的大规模拼接光学天文焦面。航天器与地球共轨，周期372.5天，尾随地球并逐渐远离，以规避地球的遮挡及干扰。主任务期间，望远镜始终维持固定观测指向，对位于天鹅座、天琴座、天龙座交界处一块与视场同大小天区内（以赤经19h22m40s、赤纬+44°30′00″为中心）约15万颗较亮的恒星同时开展连续的高精度测光。考虑到传输能力，仅获取和下传CCD上各目标星像的窗口数据，约占总像元数的6%。因反作用轮故障，2013年底启动K2任务，转为接受提案、观测黄道面附近不同天区。开普勒空间望远镜发现的系外行星候选体中，约50%半径小于地球的两倍，2018年底任务终止时，已有2600多颗的发现得以确证，其中至少30颗是接近地球大小的宜居带系外行星。继任开普勒空间望远镜开展系外行星搜索的有凌星系外行星巡天卫星（TESS）和研制中的柏拉图探测器（PLATO）。