De vitenskapelige målene med Solar Orbiter kan grupperes rundt fire hovedspørsmål: Hvordan og hvor dannes solvinden og det interplanetariske magnetfeltet i solens korona? Hvordan driver solutbrudd variasjoner i heliosfæren? Hvordan produserer solutbrudd partikkelstråling i heliosfæren? Hvordan fungerer solens dynamo og hvordan driver den fenomen i heliosfæren?