Deep Impact ออกแบบมาเพื่อศึกษาองค์ประกอบภายในของดาวหาง Tempel 1 (9P/Tempel)

Deep Impact โดยการปล่อย Impactor เข้าไปในดาวหาง เมื่อเวลา 05:52 UTC ของวันที่ 4 กรกฎาคม พ.ศ. 2548 

Deep Impact ชนกับนิวเคลียสของดาวหางได้สำเร็จ แรงกระแทกได้ขุดเศษซากจากภายในนิวเคลียส ทำให้เกิดหลุมอุกกาบาต ภาพถ่ายที่ถ่ายโดยยานอวกาศแสดงให้เห็นว่าดาวหางมีฝุ่นมากและน้ำแข็งน้อยกว่าที่คาดไว้ ผลกระทบทำให้เกิดเมฆฝุ่นขนาดใหญ่และสว่างอย่างไม่คาดคิด ซึ่งบดบังทัศนวิสัยของหลุมอุกกาบาต

ภารกิจอวกาศก่อนหน้านี้กับดาวหาง เช่น Giotto, Deep Space 1 และ Stardust เป็นภารกิจบินผ่าน ภารกิจเหล่านี้สามารถถ่ายภาพและตรวจสอบเฉพาะพื้นผิวของนิวเคลียสของดาวหาง และจากระยะไกลพอสมควร ภารกิจ

เป็นภารกิจแรกที่ดึงวัสดุออกจากพื้นผิวของดาวหาง และภารกิจดังกล่าวก็ได้รับการเผยแพร่อย่างมากจากสื่อ นักวิทยาศาสตร์นานาชาติ และนักดาราศาสตร์สมัครเล่นเหมือนกัน

เมื่อเสร็จสิ้นภารกิจหลัก ได้มีการเสนอให้ใช้ประโยชน์จากยานอวกาศต่อไป ด้วยเหตุนี้ Deep Impact จึงบินผ่านโลกเมื่อวันที่ 31 ธันวาคม 2550 ระหว่างทางไปยังภารกิจขยาย กำหนด EPOXI

โดยมีวัตถุประสงค์สองประการในการศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบและดาวหาง Hartley 2 (103P/Hartley)[5] การสื่อสารหายไปโดยไม่คาดคิดในเดือนสิงหาคม 2013 ในขณะที่ยานกำลังมุ่งหน้าไปยังดาวเคราะห์น้อยดวงอื่นที่บินผ่าน