哈勃太空望远镜是在地球大气层外运行的一台天文望远镜，它的工作原理与现代光学天文望远镜的原理是一样的，都是通过镜头，接收来自远处的光信号，转化成电信号后储存的存储器内，再转换成图像。我们知道，要拍摄到远处的图像，一是要求光信号要足够强，二是信号源要稳定。哈勃太空望远镜能够拍摄到清晰的深空图像，主要有两个原因。一是它是在大气层外工作，影像不会受到大气湍流的扰动，视相度绝佳又没有大气散射造成的背景光，因而图像非常清晰，不会有地面望远镜拍摄像片时无法避免的光源扩散现象。二是不论是拍摄还是图像的多次传送和转换，都是用数字化信号，避免了电信号的衰减和失真。因此，图像的清晰度比地面上所有的光学天文望远镜都要好。至于哈勃太空望远镜为什么能够“看”得那么深远，原因还是不受大气层的影响。在没有大气层影响时，哈勃太空望远镜的镜头能够长时间定位于某一片空间，接收并积累远处的光信号，直到形成足够亮度的图像。在地面上，虽然也可以长时间定位曝光，但由于大气湍流扰动和光线通过大气层时的衰减，光源太弱时，地面天文望远镜是无法拍摄到清晰的深空图像的。勉强拍摄，也只是一片光斑，看不清细节。而在真空环境中，光线再弱，也不会有散射、折射和衰减，理论上可以用无限长的曝光时间，拍摄到无限远处天体的影像。所以虽然哈勃太空望远镜的镜头口径只有6.5米，比不上地面天文望远镜的镜头口径，但拍摄效果却是再大的地面天文望远镜也无法达到的。