SPHEREx вращается вокруг Земли примерно 14,5 раз в сутки, двигаясь с севера на юг и проходя над полюсами. Каждый день телескоп делает около 3600 снимков вдоль круговой полосы неба. За 6 месяцев обсерватория охватила все 360 градусов неба. Миссия, управляемая Лабораторией реактивного движения NASA (JPL), начала картирование в мае и завершила первую полную карту в декабре.

В течение двухлетней основной миссии SPHEREx выполнит ещё три полных сканирования неба. Объединение этих карт повысит точность измерений. Каждая из 102 длин волн, зафиксированных SPHEREx, предоставляет уникальную информацию о галактиках, звёздах, областях звездообразования и других космических объектах. Например, плотные облака пыли, где формируются звёзды и планеты, ярко излучают в одних длинах волн и невидимы в других. Весь набор данных находится в открытом доступе.

В то время как другие миссии, такие как Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) от NASA, также картировали все небо, SPHEREx делает это с гораздо большим количеством «цветов». Телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) может проводить спектроскопию с ещё большим количеством длин волн, но его «поле зрения» в тысячи раз меньше.

Сочетание широкого «поля зрения» и количества «цветов» делает SPHEREx уникальным инструментом. Телескоп использует шесть детекторов, каждый из которых оснащён специальным фильтром с градиентом из 17 цветов, что в сумме дает 102 «цвета» на каждом изображении. Это позволяет измерять расстояние до сотен миллионов галактик и создавать трёхмерную карту Вселенной, выявляя тонкие изменения в распределении галактик.