Giotto faisait partie d'une flotte de cinq sondes spatiales, dont deux soviétiques (Vega 1 et 2) et deux japonaises (Sakigake et Suisei) lancées en 1985 à destination de la comète de Halley. Elle devait être mise en œuvre conjointement par les États-Unis et l'Agence spatiale européenne. Les américains ayant abandonné le projet, l'ESA poursuivit seule la mission pour ne pas manquer le passage de la comète qui ne se reproduirait pas avant 75 ans.
La sonde Giotto fut construite sur la base d'un satellite de recherche de type GEOS construit par British Aerospace, auquel il fut ajouté pour la circonstance un double bouclier de protection contre les micro-particules cométaires constitué d'une première feuille d'aluminium de 1 mm puis, à une distance de 23 cm, d'une feuille de mylar de 1,2 cm d'épaisseur. 12 000 impacts seront enregistrés. L'impact le plus violent, 7 secondes et demi avant que la sonde n'atteigne le point le plus rapproché de la comète, enverra celle-ci tournoyer sur elle-même et perdre momentanément le contact avec la terre. La vitesse relative par rapport au noyau cométaire avoisinait alors les 68 km/s.
Le satellite pesant 960 kg (un poids modeste pour ce type de mission) avait la forme d'un cyclindre de 2 mètre de diamètre et de 1 mètre de haut couvert de cellules solaires et coiffé par une antenne grand gain de 1,5 mètres de diamètre.
Trajectoire de la sonde Giotto
Les images permirent de constater que le noyau de la comète avait la forme d'une cacahuète sombre, longue de 15 km dont la largeur était comprise entre 7 et 10 km. Seul 10 % de la surface était active avec 3 jets de dégazage du côté du soleil. Les analyses montrèrent que la comète formée il y 4,5 milliards d'années était composée de volatiles (essentiellement de l'eau) qui s'étaient condensés sous forme de poussière interstellaire. La comète était restée pratiquement inchangée depuis sa création.
Le matériau éjecté par la comète était composé de :
Giotto permit de découvrir que le noyau était plus sombre que du charbon ce qui était sans doute dû à l'épaisseur de la couche de poussière.
La surface du noyau était accidentée et poreuse avec une densité du noyau faible de l'ordre de 0,3 grammes/cm³. L'équipe de Sagdeev l'estima à 0,6 g/cm³ mais SJ Peale précisa que toutes les estimations comportaient de telles erreurs de mesure qu'elles ne pouvaient pas être considérées comme fiables.
La quantité de matériel éjecté était de 3 tonnes par seconde par l'intermédiaire de 7 jets ce qui déclenchait une oscillation de la comète avec une longue périodicité.
La poussière éjectée avait la taille de particules de fumée de cigarette, dont la masse était comprise entre 10 kg et 40x10 kg. Bien que la masse de la particule qui envoya la sonde tournoyer, n'ait pas été mesurée, elle fut estimée entre 0,1 et 1 gramme d'après les effets produits.
Il existait deux types de poussière : l'une composé d'un mélange de carbone, hydrogène , azote et oxygène; l'autre avec du calcium, du fer, du magnésium et du sodium.
La distribution statistique des éléments légers à l'exclusion de l'azote (hydrogène, carbone et oxygène) était la même que celle du Soleil. En conséquence la comète était composé des éléments les plus primitifs du système solaire.
Le spectromètre de masse à plasma et à ions montrèrent que la surface de Halley était riche en carbone.
La sonde Giotto a à son actif plusieurs premières :
Giotto rappelle le peintre florentin (Italie) Giotto di Bondone qui sur un tableau de l'« Adoration des mages » a représenté l'étoile de Bethléem sous forme d'une comète. Il fut inspiré par le passage en 1301 de la comète de Halley.