
Teleskop uskoro započinje svoju dvogodišnju misiju, a to je kreiranje 3D mape cijelog neba. U orbitu je poslan tako što je postavljen na vrh rakete Falcon 9, koja je lansirana s rampe u Kaliforniji, četiri godine nakon što je NASA saopćila da će ovu misiju za agenciju obaviti SpaceX. Dio misije su i mikrosateliti PUNCH. Što se tiče teleskopa SPHEREx, on će ostati u niskoj Zemljinoj orbiti.
Svaka orbita u trajanju od 98 minuta, koju napravi pomenuti teleskop, omogućit će mu da vidi liniju neba od 360 stepeni u optičkom i bliskom infracrvenom svjetlu. Teleskop može snimiti više traka dok se Zemlja kreće oko Sunca, što mu omogućava da mapira cijelo nebo za šest mjeseci. Teleskop SPHEREx je dizajniran da mapira cijelo nebo svakih šest mjeseci u periodu od dvije godine, a cilj je da kreira 3D mapu više od 450 miliona galaksija. Također, teleskop će snimiti i skupiti informacije o više od 100 miliona zvijezda u Mliječnom putu.

SPHEREx-ova mapa će biti šarena, odvojit će infracrveno svjetlo koje emituju zvijezde i galaksije u 102 pojedinačne boje koristeći tehniku nazvanu spektroskopija. NASA to poredi s "načinom na koji prizma dijeli sunčevu svjetlost u dugu". Posmatranje objekata u različitim bojama otkrit će različita svojstva o njima, kao što je njihov sastav. Što se tiče galaksija, njihove boje bi mogle pomoći naučnicima da odrede njihovu udaljenost od naše planete. Podaci koje SPHEREx pruži osigurat će naučnicima informacije o tome šta se dogodilo nakon Velikog praska, a mogle bi ponuditi i dokaze kosmičke inflacije ili brzog širenja ranog svemira.
Teleskop će skinuti zaštitnu navlaku sa sočiva za nekoliko dana i tako započeti svoje naučne operacije za nešto više od mjesec dana nakon što opadne njegova temperatura.
U međuvremenu, četiri PUNCH satelita, koji će također zauzeti orbitu sinhronu sa Suncem, mapirat će njegovu koronu tako što će snimati polarizirane fotografije nebeskog objekta u bijeloj svjetlosti. Prikupljat će podatke koji će naučnicima pomoći da bolje razumiju kako se korona pretvara u solarni vjetar, što bi moglo dovesti do preciznih predviđanja svemirskih vremenskih događaja, koji utiču na letjelice koje kruže oko Zemlje.