Il est prévu que WISE prenne 1,5 million de photos dans l'infrarouge avec une durée d'exposition de 11 secondes. Chaque photo couvre un champ de 47 minutes d'arc. L'ensemble de ces photos devrait permettre de couvrir 99 % de la sphère céleste. Les informations recueillies seront utilisées pour identifier des centaines de millions d'objets célestes dans le système solaire, dans la Voie lactée et dans les autres galaxies grâce à leurs émission dans l'infrarouge.
Les principaux objectifs de WISE sont :
Plusieurs autres télescopes spatiaux infrarouges sont en activité en 2009. Contrairement à WISE qui effectue une cartographie des émissions infrarouge de toute la voute céleste, ces instruments plus puissants concentrent leurs observations sur de petites portions du ciel : Spitzer est un télescope infrarouge américain de 85 cm de diamètre lancé en 2003 toujours en activité malgré l'épuisement de l'hélium chargé de refroidir ses détecteurs, tandis que Herschel, télescope européen doté d'un miroir de 3,5 mètres est en activité depuis la mi-2009. Ce dernier doit être rejoint en 2014 par le James Webb Space Telescope d'une sensibilité exceptionnelle (miroir de 6,5 mètres de diamètre) qui doit observer à la fois dans l'infrarouge et le visible la formation des galaxies, des étoiles et des planètes ainsi que le tout début de l'univers.
Le 29 décembre 2009 le couvercle du cryostat a été éjecté avec succès. Une premier image infrarouge a été prise le 6 janvier 2010. Le 14 janvier, WISE a entamé sa mission de 9 mois.
Le 23 janvier 2010, WISE a réalisé sa première détection d'un astéroïde géocroiseur (point rouge au centre la photo ci-contre). 2010 AB78 a environ 1 km de diamètre et est situé à 158 millions de km de la Terre au moment de la photo. Son orbite elliptique croise celle de la Terre mais ne semble pas présenter de danger pour celle-ci du fait de l'inclinaison de son plan orbital par rapport à celui de la Terre. La photo a été prise pour 3 longueurs d'ondes dans l'infrarouge : 12 microns (rouge), 4,6 et 3,4 microns (bleu et vert). L'astéroïde plus froid que les autres objets célestes figurant sur la photo (étoiles) émet sur une longueur d'onde plus longue et apparait en rouge. En lumière visible l'astéroïde serait très difficile à distinguer.
En jullet 2010, la NASA affirme que WISE a permis de découvrir 25 000 corps célestes, dont 95 objets géocroiseurs.