其探測行星的原理是:當恆星系統中的行星執行到開普勒號與恆星之間時，由於行星的遮擋，開普勒號光度計感測器接收到的恆星亮度會變弱。地面科學家可以根據恆星亮度的這種週期性的微弱變化來推算出行星的大小和軌道週期等資料。開普勒望遠鏡能探測到的這種亮度微弱變化可以小到百萬分之十左右。這一技術方法已經被科學家採用了大約十年，並幫助了天文學家發現了300多顆較大的行星。而開普勒望遠鏡將目標對準更小的行星，像地球一般大的宜居住行星，它們都圍繞其母恆星運轉。

"凌日"是指在觀測者看來，行星從其母恆星前面經過的現象。比如在地球上可以觀測到水星凌日或金星凌日，這時人們看到太陽表面上彷彿有個小黑點在緩緩移動。同樣，觀測其他恆星系統時也會看到凌日現象，"開普勒"便是透過相關觀測資料來計算行星的特點。

"開普勒"可以測量凌日行星的公轉週期，據此可大致計算出行星軌道大小;"開普勒"號還可以觀測到凌日深度(恆星亮度減弱的程度)，據此計算出行星的大小。對於行星的母恆星，可以根據其光譜、光度等引數估算其質量。綜合這些資料，可以推測一顆行星是否適合生命存在。

"開普勒"觀測的目標區域位於銀河系中的天鵝座和天琴座一帶，因為這個方向上的觀測較少受太陽等天體影響，有利於持續觀測。此外，這一區域內也存在較多的恆星及附屬行星。