Sonda bude vypuštěna do výšky 940 000 mil (1 512 783 km) a stabilizovaná v Lagrangeově bodu 2- oblasti ve vesmíru, kde se vyrovnává gravitační působení Země a Slunce.

Před slunečním zářením bude sonda chráněna ochranným štítem o velikosti tenisového kurtu. Ten umožní trvale udržovat teplotu dalekohledu na -370 stupních. To zvýší citlivost snímačů v infračervené oblasti spektra.

Průměr primárního zrcadla bude minimálně 20 stop (610 cm) - více než dvojnásobek zrcadla HST - 8 stop (244 cm). Větší zrcadlo společně se stabilním umístěním umožní zkoumat vesmír mnohem hlouběji než HST.

Zrcadlo Webbova dalekohledu bude během startu a dvouměsíční cesty do Lagrangeova bodu 2 rozdělené a přeložené. Po dosažení konečného umístění vyšlou operátoři signál a zrcadlo se rozloží a zapadne na své místo.

Na palubě budou tři základní snímače, všechny připravené k shromažďování snímků vesmíru v infračervené části spektra. To umožní získávat informace o formování hvězd a galaxií několik set milionů let po velkém třesku.

O prvních galaxiích vytvořených po velkém třesku, teoretickém počátku vesmíru před 14 miliardami let, se předpokládá, že jsou pozorovatelné pouze v infračerveném světle.

Webb se bude také věnovat zkoumání tvorby planet a hledání tmavé hmoty, tajemné, nepozorovatelné hmoty, o které se předpokládá, že tvoří 90% hmoty ve vesmíru.

James E. Webb byl druhým správcem NASA, od 14. února 1961 do 7. října 1968. Během této doby probíhaly první pokusy o stavbu raket a vyslání člověka do vesmíru.

Když opouštěl své místo, NASA byla těsně před vysláním člověka na Měsíc - Apollo 11 přistálo na Měsíci 20. července 1969, jen několik měsíců po jeho odchodu do penze. Webb také řídil rozsáhlý program automatických sond zkoumajících ostatní planety.