Sonda przeleci 431 milionów kilometrów i zostanie umieszczona na orbicie komety, z którą spotka się 4 lipca 2005 roku. Wtedy, w stronę Tempel 1 wystrzelony zostanie pocisk. Naukowcy spodziewają się, że uderzenie wybije w komecie krater szeroki na 120 i głęboki na 25 metrów, a towarzyszący zderzeniu błysk być może będzie widzialny gołym okiem z Ziemi. Właśnie samo zderzenie pocisku z kometą to najtrudniejszy moment misji sondy Deep Impact - nigdy dotąd nie przeprowadzano podobnej operacji.
Po zderzeniu Deep Impact zbliży się do jądra komety na odległość 500 kilometrów, by dokładniej zbadać skutki uderzenia: zachowanie się wyrzuconej podczas niego wyrzuconej materii i powstały krater.
