1993年维护
在1990年4月哈勃空间望远镜发射升空的数星期后,研究人员发现从哈勃空间望远镜传回来的图片有严重的问
在轨维护
题,获得的的最佳图像品质也远低于当初的期望：点源的影像被扩散成超过一弧秒半径的圆.
通过对图样缺陷的分析显示,问题来源于主镜的形状被磨错了.虽然这个差异小于光的1/20波长, 镜面与需要的位置只差了微不足道的2微米,但这个差别造成了灾难性的球面像差.这样来自镜面边缘的反射光不能聚集在与中央的反射光相同的焦点上.
1993年,奋进号执行了对哈勃空间望远镜的第一次维修,研究人员设计一个有相同的球面像差,但功效相反的光学系统来抵消错误,相当于配上一副能改正球面像差的眼镜.用来改正球面像差的仪器称为空间望远镜光轴补偿校正光学（COSTAR）.为了给COSTAR在望远镜内提供位置,必须移除其中一件仪器,天文学家的选择是牺牲高速光度计.
除此之外,广域和行星照相机被第二代广域和行星照相机以及内部的光学更新系统取代.另外,太阳能板和驱动的电子设备、四个用于望远镜定位的陀螺仪、二个控制盘、二个磁力计和其他的电子组件也被更换.
1997年维护
1997年2月,发现号在STS-82航次中执行了第二次维修任务.用 空间望远镜摄谱仪（STIS）和近红外线照相机和多目标分光仪（NICMOS）替换掉戈拉德高解析摄谱仪（GHRS）和暗天体摄谱仪（FOS）.修护绝热毯,再提升哈勃的轨道.
在维修中出现的意外缩短了仪器的使用年限.安装后吸热器的部分热扩散意料之外地进入光学挡板,这额外增加的热量导致仪器的寿命由原先期望的4.5年缩短为2年.
1999年维护
第三次维护任务仍然由发现号在1999年12月的STS-103航次中执行.在这次维护中更换了全部的六台陀螺仪,也更换了一个精细导星传感器和计算机,安装一套组装好的电压/温度改善工具（VIK）以防止电池的过热,更换绝热的毯子.新的计算器是能在低温辐射下运作的英特尔486,可以执行一些过去必须在地面处理的与太空船有关的计算工作.
2002年维护
第四次维护任务由哥伦比亚号在2002年3月的STS-109航次执行,用先进巡天照相机（ACS）替换了暗天体照相机（FOC）,更换了新的冷却系统和太阳能板.哈勃的配电系统也被更新了,这是哈勃空间望远镜升空之后,首度能完全的应用所获得的电力.
2008年维护
在原本安排在2008年8月维修任务中,太空人将更换新的电池和陀螺仪,更换精细导星传感器（FGS）并修理空间望远镜影像摄谱仪（STIS）.并在保留先进巡天照相机的同时,安装二架新的仪器：宇宙起源频谱仪和第三代广域照相机.然而NASA于2008年9月宣布哈勃空间望远镜上的数据处理系统出现严重故障,无法正常存储观测数据并传回地球,而且由于哈勃太空任务高度与国际太空站距离十分远,太空人在紧急情况下未能找到有效安全避难处,这使得维护哈勃望远镜变为一项极度危险的任务.
2009年维护
在美国东部时间2009年5月11日14点01分,美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空.在此次太空之旅中,机上的7名宇航员通过5次太空行走对哈勃太空望远镜进行了最后一次维护,为其更换了大量设备和辅助仪器,这些更新主要包括：用第三代广域照相机(WFC3)取代WFPC2；安装新的宇宙起源频谱仪（COS）、取回该处的COSTAR光学矫正系统；修复损坏的先进巡天照相机（ACS）；修复损坏的空间望远镜摄谱仪（STIS）；替换损坏的精细导星传感器（FGS）；更换科学仪器指令和数据处理系统（SIC&DH）；更换全部的电池模组；更换所有的6个陀螺仪和3组定位传感器（RSU）；更换对接环、安装全新的绝热毯（NBOL）、补充制冷剂等等.而这将会是哈勃空间望远镜最后一次的维护任务,会将哈勃空间望远镜的寿命延长至2013年后.届时发射的詹姆斯·韦伯空间望远镜能接续哈勃空间望远镜的天文任务
