A Spitzer az infravörös égboltot tanulmányozza 2003 óta. A NASA azonban bejelentette, hogy 2020-ban nyugdíjazza a „Nagy Obszervatóriumot”.
A NASA Spitzer-űrtávcsöve 2003-ban kezdte meg eredetileg öt évre tervezett küldetését: az univerzum tanulmányozását az infravörös hullámhossztartományban. A távcső fő erőssége a hidegebb objektumok fotózása, mint a ködökben és galaxisokban rejlő gáz ragyogásának, illetve objektumok kémiai összetételének tanulmányozása, pl. születőben lévő exobolygóké.
Az elmúlt években mindössze egy műszer működött a távcső fedélzetén, mivel a másik kettő a folyékony hűtés nélkül már üzemképtelen volt. Csökkent kapacitása ellenére a távcső még mindig úttörő eredményekhez szolgáltat adatokat. Azonban a NASA úgy döntött, hogy 2020. január 30-án végleg leállítják az öregedő távcső működését.
Mint minden más infravörös távcső, a Spitzer is érzékeny a hőre. Még a saját elektronikája által termelt kis mennyiségű hő és a keringése közben beérkező napsugárzás is komoly zajt okozhat képeiben. Ezért úgy tervezték, hogy a távcső a Föld saját hőjétől messze repüljön, és visszaverje a napsugárzást anélkül, hogy több energiát nyeljen el, mint amennyire a működéséhez valójában szüksége van.
A távcső hűtőfolyadékot is szállított, hogy alacsony hőfokon tarthassa műszereit. Az okos tervezésnek és a pályájának köszönhetően kevesebb hűtőanyagra volt szükség, mint a korábbi távcsövek esetében. Azonban 2009-ben ez a hűtőfolyadék elfogyott, és két eszközét innentől kezdve nem lehetett használni. Azóta a mérnökök által csak „meleg üzemmódként” emlegetett fázisban végzi a dolgát, és az eredetileg négy hullámhossztartomány közül már csak kettő áll rendelkezésre a még működő műszeren.
A Spitzer pályáján folyamatosan távolodik a Földtől, jelenlegi távolsága 600-szor nagyobb, mint a Föld–Hold távolság, ami megnehezíti az adatok küldését. A teleszkóp nem képes feltölteni a napelemeit és kommunikálni a Földdel egyidejűleg, a napelemek és a kommunikációs rendszer közötti geometriai eltérés miatt. A távcső összesen 2,5 órán át tud a Föld felé fordulva adatkapcsolatot teremteni, aztán vissza kell fordulnia a Nap irányába, és újratöltenie az akkumulátorokat. És ez az időablak egyre csak rövidebb lesz, ahogy a teleszkóp távolodik a Földtől.
A Spitzer annak idején egyike volt a NASA „Nagy Obszervatóriumok” elnevezésű projektjének, a Hubble-teleszkóp, a gamma-tartományban működő Compton-űrtávcső, valamint a Chandra-röntgenteleszkóp mellett. A Spitzer lélegzetelállító felvételeken mutatta be az Univerzumban áramló anyagot, amely az optikai hullámhosszakon nem megfigyelhető. Fotózott galaxisokat a korai Univerzumban, amelyek fénye eltolódott: az eredetileg ultraibolya sáv már az infravörös tartományban detektálható. A közelebbi galaxisok esetében a Spitzer segített pontosan meghatározni, hogy hol találhatók sűrű porsávok, és hol zajlik a csillagkeletkezés. A Spitzer volt az első távcső, amely közvetlenül megörökített egy exobolygót 2005-ben, a HD 209458b jelűt. Addig minden exobolygó-észlelés csak közvetett volt.
A Hubble utódjának tartott James Webb-űrtávcső (JWST) infravörös űreszköz lesz. A tervek szerint ott folytatja majd a kutatásokat, ahol a Spitzer befejezi. A James Webb főtükre viszont 7,5-szer nagyobb lesz, mint a Spitzeré. A JWST ugyanazokon a hullámhosszakon fogja látni az eget, mint a Spitzer, de a jóval nagyobb főtükörnek köszönhetően minden eddiginél nagyobb pontossággal.
