计时干涉测量术原被认为是实现足够目标解析度的方式，但之后演变成现在的成像望远镜。在观测范围中每个天体平均会被观测70次，并且任务预期持续5年。这些量测将帮助确认以下天文测量的参数：在天球上随时间变化的恆星角位置并得知其视差以计算距离、使用光谱仪以都卜勒光谱学法量测较亮恆星的径向速度。在盖亚太空望远镜内设有两个熔融石英棱镜以进行多色测光。稜镜位置分散在所有光线进入望远镜视野内，尚未到达侦测仪器的光路上。蓝色分光光度计负责观测波长3300–6800Å光线，红色分光光度计则覆盖6400–10500Å。