Astronomía de rayos gamma
La astronomía de rayos gamma se define como el estudio astronómico del cosmos a través de los rayos gamma (fotones de energía superior a los rayos X). La atmósfera terrestre protege al planeta de la radiación gamma, por ello las primeras observaciones astronómicas de los fotones gamma tuvieron que realizarse mediante globos sonda y cohetes (para tiempos de observación muy cortos) antes de que se fabricaran los primeros satélites artificiales.
Sistema estereoscópico de alta energía
Al igual que con otros telescopios de rayos gamma, H.E.S.S. observa procesos de alta energía en el universo. Las fuentes productoras de rayos gamma incluyen remanentes de supernova, núcleos galácticos activos y nebulosas de pulsares. También prueba activamente teorías no probadas en física, como buscar la señal de aniquilación de rayos gamma predicha de partículas de materia oscura WIMP y probar las predicciones de invariancia de Lorentz de la gravedad cuántica de bucle.