首次維護
1990年4月哈勃太空望遠鏡發射幾周後，研究人員發現哈勃太空望遠鏡傳回的圖像存在嚴重問題，獲得的最佳圖像質量遠低於最初的預期:點源圖像擴散成半徑超過1弧秒的圓圈。對圖案缺陷的分析表明，問題來自於主鏡的錯誤形狀。雖然這種差異小於1/20波長的光，而且鏡面距離所需位置只有2微米，但這種差異已經造成了災難性的球差。因此，來自鏡子邊緣的反射光不能聚焦在與中心的反射光相同的焦點上。1993年，哈勃太空望遠鏡第壹次修復。研究人員設計了壹個球差相同但效果相反的光學系統來抵消誤差，相當於壹副可以矯正球差的眼鏡。用來校正球差的儀器叫做空間望遠鏡光軸補償校正光學(COSTAR)。為了給COSTAR提供望遠鏡中的位置，必須移除其中壹個儀器，天文學家的選擇是犧牲高速光度計。此外，第二代廣域和行星相機以及內部光學更新系統取代了廣域和行星相機。此外，太陽能電池板和驅動電子設備、用於望遠鏡定位的四個陀螺儀、兩個控制面板、兩個磁力計和其他電子組件也已更換。
第二次維護
1997年2月，發現號在STS-82航次上進行了第二次維修任務。Gorard高分辨率攝譜儀(GHRS)和暗天體攝譜儀(FOS)被空間望遠鏡攝譜儀(STIS)、近紅外相機和多目標光譜儀(NICMOS)取代。修復隔熱層，升級哈勃軌道。維修事故縮短了儀器的使用壽命。安裝後，吸熱器的部分熱擴散意外進入光學擋板，導致儀器的使用壽命由原來預計的4.5年縮短至2年。
第三次維護
第三次維修任務仍由發現號在2月份的航次STS-1999 103上執行。在這次維護中，更換了所有六個陀螺儀，還更換了壹個精導星敏感器和計算機，安裝了壹個組裝式電壓/溫度改善工具(VIK)以防止電池過熱，並更換了隔熱毯。新的計算器是Intel 486，它可以在低溫輻射下工作，可以進行壹些與航天器有關的計算，這些計算過去必須在地面上處理。
第四次維護
2002年3月，哥倫比亞號在STS-109航次上執行了第四次維護任務。先進的天空相機(ACS)被用來取代FOC，新的冷卻系統和太陽能電池板也被取代。哈勃的電力分配系統也進行了更新，這是哈勃太空望遠鏡首次能夠充分應用發射後獲得的電力。
上次維護
在原定於2008年8月的維護任務中，宇航員將更換新的電池和陀螺儀，更換精導星傳感器(FGS)並修理太空望遠鏡圖像攝譜儀(STIS)。同時安裝了兩臺新儀器:宇宙起源光譜儀和第三代廣域相機。然而，2008年9月，美國國家航空航天局宣布哈勃太空望遠鏡上的數據處理系統出現嚴重故障，無法正常存儲觀測數據並發送回地球。而且由於哈勃太空任務的高度遠離國際空間站，宇航員在緊急情況下未能找到有效的安全避難所，這使得維護哈勃太空望遠鏡成為壹項極其危險的任務。美國東部時間2009年5月6日014: 00，美國航天飛機亞特蘭蒂斯號從佛羅裏達州肯尼迪航天中心發射升空。在這次太空之旅中，船上的7名宇航員通過5次太空行走對哈勃太空望遠鏡進行了最後壹次維護，並為其更換了大量設備和輔助儀器。這些更新主要包括:替換WFPC2配合第三代廣域相機(WFC 3)；安裝壹個新的宇宙起源光譜儀，並在那裏取回COSTAR光學校正系統；修復損壞的高級巡天相機(ACS)；修復損壞的空間望遠鏡攝譜儀(STIS)；更換損壞的精導星傳感器(FGS)；取代科學儀器的指令和數據處理系統(SiC & amp；DH)；更換所有電池模塊；更換所有6個陀螺儀和3套定位傳感器(RSU)；更換對接環，安裝全新的隔熱毯(NBOL)，補充制冷劑等等。這將是哈勃太空望遠鏡的最後壹次維護任務，這將使哈勃太空望遠鏡的壽命延長至2013年後。當時發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡可以接替哈勃太空望遠鏡的天文任務。