斯皮策空间望远镜（见图）于2003年8月25日发射，2009年3月15日因星载制冷剂耗尽而进入“温热”工作模式，直至2020年1月30日结束任务。为了尽量回避地球热辐射对红外观测的影响，斯皮策空间望远镜选择了地球的“后随”（Earth trailing）轨道，与所有行星一样也是环绕太阳而非地球运行。

斯皮策空间望远镜艺术图

斯皮策空间望远镜的主体结构分为卫星本体与低温望远镜系统两部分。无须制冷的前者包括飞行期间一直面向太阳的电池板，以及供电系统、通信模块、飞行和姿态控制组件等维持航天器工作的必要设备。后者容纳由望远镜光学系统、由红外面阵照相机（IRAC）、多波段成像光度计（MIPS）和红外分光仪（IRS）组成的观测仪器，还有相应的制冷设备以及防护罩。出于散热的考虑，防护罩背向太阳的一侧被漆成了黑色。在斯皮策空间望远镜发射后最初的五年半低温观测期间，低温望远镜系统一直由液氦保持5K左右的低温。斯皮策空间望远镜的光路是焦比12的RC式反射镜，口径0.85米的主镜由坚固、高导热率、低密度的金属铍制成。其红外面阵照相机可以在3.6微米、4.5微米、5.8微米和8.0微米波长同时拍摄天体的图像；多波段成像光度计的成像对象则是波长更长的24微米、70微米、160微米红外光；红外分光仪可以以0.01微米的分辨率解析波长介于5～40微米之间的红外光谱。在液氦耗尽、斯皮策空间望远镜进入典型温度约为30K的“温热”工作模式后，只有IRAC波长最短的两个频段仍可开展正常的科学观测。

由于星载仪器的高灵敏度，斯皮策空间望远镜得以对富含尘埃（因此难以开展可见光观测）的恒星形成区、新生行星系、银河系中心、红外星系等目标开展详细研究。同时，它还观测了低温褐矮星、系外行星（包括通过凌星法发现了一个具有7颗类地行星的系统TRAPPIST-1）、巨分子云、星际有机物等能够发出红外热辐射的目标，解析出了土星新的巨型光环结构（直径相当于行星本身的300倍左右），还帮助研究者更好地测量了哈勃常数的数值。