开普勒太空望远镜（Kepler Mission）是美国国家航空航天局设计来发现环绕着其他恒星之类地行星的太空望远镜。使用NASA发展的太空光度计，在绕行太阳的轨道上，观测10万颗恒星的光度，检测是否有行星凌星的现象（以凌日的方法检测行星）。为了尊崇德国天文学家约翰内斯·开普勒，这个任务被称为开普勒太空望远镜。开普勒是NASA低成本的发现计划聚焦在科学上的任务。NASA的艾美斯研究中心是这个任务的主管机关，提供主要的研究人员并负责地面系统的开发、任务的执行和科学资料的分析。

2013年5月，开普勒空间望远镜的反应轮发生重大故障，无法设定望远镜方向，正常的观测工作基本停止。在经过数个月的努力后，美国航天局于8月15日宣布放弃修复“开普勒”。“开普勒”由此结束搜寻太阳系外类地行星的主要任务，但它仍可能被用于其他科研工作。

2018年7月，由于燃料即将耗尽，开普勒已开启休眠模式，休眠时间将持续到2018年8月初。

2018年10月30日，美国航天局宣布，开普勒太空望远镜耗尽燃料并正式退役。

开普勒探测器计划对银河系内10万多颗恒星进行探测，希望搜寻到能够支持生命体存在的类地行星。

测定短周期巨行星的密度、质量、体积大小、反照率、半长轴短周期巨行星可通过它们的反射光变化来探测发现，同样，它们的半长轴测定也是源自于使用开普勒第三定律测定恒星的质量和周期年龄特征。

凌日行星（planetary transit）的数量占已测定一定大小行星数量的10%。在太阳系内，凌日是内行星经过太阳与地球之间，对太阳面产生部分遮挡的一种天文现象。如果这两颗内行星的一颗恰好从地球与太阳之间经过，地球上的观察者就会看到有一个黑点从太阳圆面通过，需时大约为一个多小时，人们把这种现象称为凌日。对于太阳系外的恒星而言，凌日则是指该恒星的行星经过该恒星和地球的连线之间，对地球观察者产生部分遮掩恒星的天文现象。

按照探测计划，开普勒探测器在探测任务的最初几个月内将发现一定数量的短周期巨行星，并测定这些行星的大小、半长轴，通过反射光调制振幅的测定来确定其反照率，行星的密度由开普勒探测器的分光镜和该行星出现凌日现象时进行测定，该方法曾在测定HD209458b行星密度时使用过。

探测具有行星系统的恒星的性质特征

科学家使用地面观测仪器探测每个恒星的光谱类型、发光度等级和金属性，此外，还有恒星的旋转比率、表面亮度多相性，从光度计数据直接获得的恒星活动性。使用开普勒探测器震观测仪（asteroseismology）等仪器测定恒星的年龄和质量。

基于开普勒探测器的勘测分析结果，未来空间干涉仪（SIM）和“类地行星搜索者号”（TPF）探测器将进行更深入的类地行星的探索发现，据悉，“类地行星搜索者号”预定2011年升空。

在开普勒探测器的基础上，未来的探测任务还需要具备以下勘测条件：在日后的行星搜索项目中识别确定主恒星的常用恒星特征；确定需要进行搜寻的空间体积；向空间干涉仪（SIM）提供具有陆生行星体系的勘测目标列表。