探测器（见图）于1978年8月12日发射，最初的任务是前往位于日地之间的第一拉格朗日点，并与同期发射、在地球附近运行的国际日地探测器-1（ISEE-1）以及国际日地探测器-2（ISEE-2）母子探测器一道研究地球磁层和太阳风的相互作用，由此成为第一架在环绕拉格朗日点的晕轨道上工作的航天器。1982年6月，在完成预定的任务后，为了迎接不到4年后的哈雷彗星回归，ISEE-3转作彗星探测并改为现名。在经过一系列月球和地球飞掠，并利用环绕第二拉格朗日点的轨道中转之后，国际彗星探测器于1984年初进入与地球公转轨道接近的日心轨道，并于翌年9月穿越贾科比尼-津纳（Giacobini-Zinner）彗星的彗尾，第一次实现了彗星的近距离考察。1986年3月，国际彗星探测器与哈雷彗星会合，期间开展了一系列的测量。随后在20世纪90年代初，国际彗星探测器又转而与尤利西斯号太阳探测器以及诸多地面台站一道监视了日冕物质抛射，这项工作一直持续到了1997年。

国际彗星探测器艺术图

国际彗星探测器的载荷共计14台，它们主要用于探测不同能量和成分的宇宙线、太阳风带电粒子和等离子体波动现象，还携带了γ射线暴探测器，但并未配备成像设备。

在作为国际日地探测器-3工作期间，这架航天器持续多年监测了空间环境的变化，为太阳风与地球磁场之间的能量传输带来了线索。在更名后，探测器完成了航天史上的第一次彗星飞掠，还成为第一架造访两颗彗星的探测器，期间又利用变轨的机会完成了对地球磁尾区域的第一次深入考察。由于不具备成像能力，两次彗星遭遇期间，国际彗星探测器的主要任务是测量彗星周边的磁场、带电粒子和等离子体环境，考察太阳风同彗星的相互作用，其结果帮助证实了彗星的“脏雪球”模型。