Gaia ще използва гигапикселова камера, за да измерва позициите и движението на около 1 процент от 100-те милиарда звезди на галактиката. Обсерваторията ще измерва и други параметри, като яркост, температура и химически състав.
Многократно сканирайки небето, Gaia ще наблюдава всяка от 1 милиард звезди в Млечния път средно 70 пъти на всеки 5 години. Така ще създаде изключително точна триизмерна карта на небето.
Малките видими отклонения в позициите на звездите ще позволят на астрономите да определят разстоянията и движението им в Млечния път.
След изстрелването си в Космоса миналата година, "Гая" се сблъска с редица проблеми, сред които замръзнала вода по части от оптиката и по-големи от очакваното нива на разсеяна светлина, достигащи до фокусиращата повърхност. След извършването на необходимите настройки обаче апаратът е готов да започне мисията си.