科研目標
克卜勒任務的科學目標是探索各種不同行星系的構造，通過勘測大量的恆星樣本達到幾個目標：
• 對各種不同光譜類型的恆星進行廣泛的觀測，以確定有多少類似地球的行星或大行星存在或鄰近適居帶（也稱為"古迪洛克行星"）。
• 測量這些行星軌道的大小和形狀的範圍。
• 估計有多少的行星存在於多星系統中。
• 測量短周期巨大行星的亮度、大小、質量、密度和軌道的大小。
• 使用其他的技術來辨認每個被發現的行星系統和它們的其他成員。
• 確定這些擁有行星的恆星的特性。
工作原理
利用其他方法檢測到的系外行星絕大多數都是大行星，它們都像木星或者更大。克卜勒是設計來發現只有這種質量的30至600分之一的行星，也就是類似地球這樣大小的行星。使用的方法是凌日法，需要重複的觀察到行星從恆星前方掠過的凌日現象，如果是地球大小的行星將會造成恆星的視星等降低0.01%的數量級。亮度減少的程度可以用來推測行星的質量，而由兩次凌日的時間間隔可以推測行星軌道的大小和估計它的溫度。
行星軌道能否橫越過恆星的前方，其機率與沿著視線方向的軌道的直徑和恆星的直徑有關。像地球這樣大小的行星，在1天文單位的距離外橫越過像太陽這樣大小恆星的機率是0.465%，或是215分之1；但在0.72天文單位（金星的軌道距離）機率就增加為0.65%；如果恆星是後期G型的恆星，例如鯨魚座τ，這樣的行星將會是類地行星。另一方面，因為在同一個系統內的行星傾向於在相似的平面上運行，因此發現多顆行星繞行同一顆恆星的機率也會較高。例如，一個外星人運用像克卜勒這樣的系統來觀察地球凌日的現象，他有12%機率也會看見金星凌日。
克卜勒任務發現類地行星的機率遠高於哈勃太空望遠鏡，不僅是它有遠大得多的視野（大約10平方度），並且還能檢測行星凌星的現象。相反的，哈勃太空望遠鏡是有能力和用來解決大的問題，而且不會長時間的關注同一個星野範圍。克卜勒的任務在設計上要能同時觀察十萬顆的恆星，並且每30分鐘測量一次它們的亮度變化，這使他很好的機會可以觀察到凌日的現象。另一方面，對太陽大小的恆星有215分之一的機率，意味著在十萬顆之中100%可以檢測到，而且像地球這樣的行星，克卜勒可以達465顆之多。這個任務非常確定是很適合發現繞著其他恆星而像地球一樣大小的行星。
由於光度減弱的非常少，因此克卜勒必須至少連續觀察到3次的行星凌星造成的現象才能確定；因為大的行星造成的信號比較容易檢測出來，因此科學家預期克卜勒最先發現的應該會是如同木星或是更大的行星，而且這樣的報告可能只需要幾個月就會獲得。較小的行星，和更遠的行星要花較多的時間，預期要找到像地球這樣的行星需要三年或更長的時間。
來自這個任務的數據也能用來研究星震造成的各種不同型式的變星，特別是顯示出類太陽震盪的。
短暫休整
2006年1月，由於預算的削減和NASA內部的整合，這個項目被延遲了8個月的時間。
2006年3月，又由於財政上的問題再被延遲了4個月。這段時間，高增益天線從使用萬向接頭的平衡架被換成固定在太空船上的框架，減少了費用和複雜性，每個月可以省下一天的觀測成本費用。
2009年3月7日03:49:57（美東標準時間3月6日10:49:57）太空船在三角洲二號運載火箭從佛羅里達的卡納維爾角空軍基地發射升空。這次的發射完全成功，在04:55 UTC完成發射的3個階段，太空船在進行科學觀測之前花費約60天的時間進行測試和校準。傳送回來的讀數都很良好，光度計的校準工作也已經開始。望遠鏡的遮蔽物在4月7日已經移除，首拍的影像在第二天傳送下來。
重大發現
2014年2月26日美國航天局宣布，其克卜勒太空望遠鏡任務團隊新確認715顆太陽系外行星的存在。這次“批量”確認如此多的行星使得人類已知行星的數目幾乎一下子翻了一番。
美國航天局介紹，至此獲得確認的系外行星總數接近1700顆。研究人員表示，過去科學家尋找系外行星通常是“一個一個分析的艱苦過程”，一次只能發現一顆或少數幾顆，而他們利用一顆恆星通常有多顆行星繞轉的特點，開發出一種“多重確認”統計學技術，使得一次性“大批量”確認系外行星成為可能。
這次新確認的715顆行星圍繞305顆恆星運轉，這意味著它們中的多數位於“非常類似我們太陽系的多行星系統中”。這些行星中約95%大小介於地球與海王星之間，其中有4顆位於“宜居帶”中。宜居帶溫度條件適宜，理論上其表面可保有適宜生命存在的液態水。
2013年，克卜勒望遠鏡團隊曾發現，銀河系中大約有400億顆類似太陽的恆星，其中大約每5顆就有一顆擁有類似地球的行星。
