Il observera la luminosité d'environ 100 000 étoiles situées dans la constellation du Cygne et de la Lyre pendant trois ans. Une des causes possibles des variations d'intensité est la présence de planète autour des étoiles. Kepler ne se trouve pas en orbite autour de la Terre, mais autour du Soleil au point L2 de Lagrange. Cela permet également de minimiser les perturbations gravitationnelles, stabilisant ainsi la plate-forme d'observation. Cela permet aussi de favoriser l'observation, le télescope étant pointé dans une direction ou il ne sera jamais gêné ni par la Terre ni par le Soleil.
PlanetQuest, un projet de calcul distribué utilisant la plate-forme BOINC, devrait permettre d'analyser les données recueillies.
Sa précision devrait permettre de détecter des planètes telluriques y compris dans des orbites en zone habitable.