El instrumento AMS-02 se instaló en 2011 en la Estación Espacial Internacional y, desde entonces, su misión principal ha sido obtener datos de alta precisión sobre el espectro y la composición de los rayos cósmicos que se producen en algunos de los fenómenos más energéticos del universo, como las explosiones de supernova.

Entre sus objetivos también se encuentra el estudio de la materia oscura y la búsqueda de antimateria primordial, aquella que proviene del inicio del universo.