Masa satelity to 2030 kg. W trakcie misji sonda powoli się obracała, a jej dwa teleskopy omiatały niebo, kierując obraz na największą matrycę CCD, jaką do tej pory wyniesiono w kosmos.
Cele naukowe misji Misją sondy było przede wszystkim sporządzenie najdokładniejszej trójwymiarowej mapy Drogi Mlecznej. Wykonano pomiary astrometryczne i fotometryczne ok. miliarda gwiazd o wielkości gwiazdowej do 20 w naszej Galaktyce i niektórych obiektów pozagalaktycznych. Gaia obserwowałą nie tylko gwiazdy, ale również planetoidy, obiekty z Pasa Kuipera, kwazary, supernowe, planety pozasłoneczne itp.
Do zadań Gai należały pomiary: astrometryczne – pozycje, odległości, roczny ruch własny obiektów fotometryczne – dostarczyły informacji astrofizycznych takich jak typ widmowy gwiazd, temperatura, przesunięcie ku czerwieni itp. spektrometryczne – dostarczyły takich informacji jak prędkość radialna dzięki wykorzystaniu efektu Dopplera (dla ok. 150 milionów gwiazd), parametry atmosferyczne, prędkości obrotu (dla ok. 5 milionów gwiazd jaśniejszych niż 12m), częstość występowania pierwiastków (dla ok. 2 milionów gwiazd jaśniejszych niż 11m).