Com 133 espelhos instalados em cada uma das duas unidades ópticas, o telescópio NuSTAR também utiliza detectores de última geração e um longo mastro que liga as unidades ópticas aos detectores, permitindo uma distância suficiente para um enfoque nítido.
Medindo 10 metros, o mastro, lançado dobrado, se esticará uma semana após o lançamento, alcançando o comprimento de um ônibus escolar. Em sua primeira fase de dois anos, a missão NuSTAR mapeará certas regiões do céu para recensear as estrelas mais profundas e distantes, assim como buracos negros de diferentes tamanhos. Para isto, examinará as regiões que circundam o centro da Via Láctea.
O novo telescópio também fará observações dos confins do universo para além da Via Láctea, o que permitirá compreender melhor os jatos de partículas emitidos pelas galáxias mais extremas, como Centaurus A, onde se encontram os buracos negros supermaciços. Os primeiros dados obtidos pelo telescópio são aguardados em 30 dias.