設計特點
同溫層紅外天文台(SOFIA)以波音747為載體這種天文台重20噸，主鏡的直徑為2.5米，比哈勃太空望遠鏡更大。哈勃望遠鏡主要觀測可見光和紫外線。美國宇航局為同溫層紅外線天文台改進了波音747SP飛機，在機身上開了一個5米的口子，便於利用望遠鏡觀測宇宙。而且該機還增加了一個門，以便同溫層紅外線天文台在起飛和降落時保持安全和乾燥。
同溫層紅外線天文台由美國宇航局與德國航空宇航中心聯合建造。它是獲得成功的柯伊伯天文學望遠鏡(已經飛行21年)的後繼者。美國宇航局為天文學家提供了這款飛機，並將對飛行和任務實施進行管理。另外由德國提供瞭望遠鏡。德國還為該機提供了改良發動機和子系統，以及一種新型油漆塗層。
觀測優勢
“同溫層紅外天文台(SOFIA)”可在1.3萬米的高度運行。這一高度讓望遠鏡大約避開了99%的地球大氣水蒸氣(阻礙到達地球的波長)的干擾。
與在太空建設的天文台相比，建設和運行同溫層紅外線天文台的花費更少，並且人們還能很快地布置同溫層紅外線天文台，用來觀察正在逼近的彗星等宇宙現象。
與那些無法重新獲得或改進的、典型的太空天文台相比，同溫層紅外線天文台的科學家能利用更新的技術，但是也存在更多潛在危險。
觀測項目
同溫層紅外線天文台的科學日程包括，研究銀河中的恆星形成、確定星際介質的化學成分，和觀察位於銀河系中心的隱藏黑洞的塵埃。
試飛
為SOFIA開的天窗2010年5月26日，美國航空航天局（NASA）和德國宇航中心聯合開發的同溫層紅外天文台（SOFIA）計畫完成了首次夜間觀測飛行。
飛行機組人員來自於美國NASA、德國SOFIA研究所（DSI）、美國康奈爾大學和大學空間研究聯盟（USRA）等幾個機構。飛行試驗持續了6個小時，在海拔35000英尺的高度上，由10名科學家、天文學家、工程師和技術人員組成的團隊在飛機主艙的控制台對望遠鏡的性能數據進行了採集。
首次飛行試驗中使用的SOFIA望遠鏡暗光目標紅外攝像機（FORCAST）靈敏度極高，由其製造者康奈爾大學的TerryHerter所領導團隊進行操作。FORCAST只需要幾分鐘就可以捕獲那些陸基觀察站收到大氣中水蒸汽影響需要曝光幾個小時才能獲得的紅外圖像。
