星塵號將使用一種稱為太空膠（aerogel）的特別物質。此物質是由矽組成的中空固體，它的構造類似海綿，其中99%為空心。當一顆彗星塵粒子撞上太空膠，此粒子會被太空膠包住。
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
星塵號已經於1999年2月發射升空，它是美國首次的探測彗星任務，也是人類首次取回彗星樣本的計劃。它將於2004年1月接近懷爾德2號彗星（Wild 2），並收集彗星塵與星際塵。這些物質由古老的星際塵粒構成，它們是太陽系中最古老、也是最原始的物質。仔細分析這些物質將有助於了解太陽與行星的演化，甚至能解開生命起源之謎。
星塵任務將從週期彗星懷爾德2號---這個內太陽系的新造訪者身上帶回彗星塵。在1974年之前，這顆冰凍黯淡的彗星仍在木星和天王星之間。在一次與木星近距離的交會之後，它的軌道受到改變，使它變為在火星和木星之間運行。在星塵號抵達時，懷爾德2號將只在木星軌道內造訪5次。這使它應該仍保持原始狀態，意即彗星上的塵埃和氣體仍然保持原封不動。經常造訪內太陽系的彗星會失去大部分的揮發性物質，並且因此無法產生彗髮或彗尾。由於剛進入內太陽系，懷爾德2號彗星應該比一般短週期彗星來得活躍。
星塵號接近懷爾德2號彗星的程度將比1986年喬陶號接近哈雷彗星還來得近。太空船將以各種角度拍攝此彗星，藉以建立彗核的三度空間影像。根據估計，影像的解析度將可達到30公尺。利用各種不同的濾鏡，星塵號將能偵測並記錄彗星表面的顏色變化，不同的顏色可能代表不同礦物或表面結構。
星塵號探測船將以時速超過22000公里，約為子彈的10倍速度通過懷爾德2號彗星。在這樣的速度下，只有一個「惠普隔板」（Whipple shield；由五層碳網和陶瓷織布兩兩相距五公分所組成）來保護太空船。當接近彗星時，探測船上的相機會透過潛望鏡來避開隔板。在潛望鏡的鏡片被塵粒遮蔽時，一個可移動的鏡子將會伸出並提供清晰的影像。
捕捉高速運動中的彗星塵並不是件容易的事，儘管捕捉到的每顆粒子都比砂粒還小，在高速的衝撞下，這些微塵的形狀和化學組成可能發生變化，甚至完全被蒸發。為了在不傷害到它們的前提下完成收集的任務，星塵號將使用一種稱為太空膠（aerogel）的特別物質。此物質是由矽組成的中空固體，它的構造類似海綿，其中99%為空心。當一顆彗星塵粒子撞上太空膠，此粒子會被太空膠包住。星塵號將收集約0.03公克的彗星塵，估計將有超過一千顆具有足夠的大小以供科學分析之用。當然，這些塵埃中最讓人感興趣的是與生命相關的元素（碳、氫、氮、氧、磷和硫）以及它們的化合物。
在與彗星會合之後，星塵號預計在2006年1月返回地球。它將以時速45000公里的速度衝入大氣層，這比太空梭重返大氣的速度快70%。星塵號將以自由落體的方式從天而降，直到距離地表3000公尺的高度才打開降落傘，並降落在預定的猶他測試與訓練場（Utah Test and Training Range）。這是美國自1969至1972年阿波羅登月任務後首次從其他天體取回樣本的任務。
裝了樣本的密封膠囊將送至休斯頓詹森太空中心，那兒也是保存阿波羅計劃取回的月球岩石，以及在南極所發現的隕石的地方。彗星塵的一部份會提供給美國航太總署的宇宙塵實驗室（Cosmic Dust Lab）和世界上其他的實驗室來做研究，中研院地球科學所也將參與分析的工作。
中研院地球科學所的李太楓所長表示，地科所將與原分所合作，發展新式的短波長雷射技術，把微小的塵粒一次完全汽化，然後用質譜儀量出其中所含元素的同位素比值，由此可知太陽系的物質是來自哪些星球，這比用望遠鏡觀測所得到的結果要精確許多，也是大費周章取回樣本的主要目的。
附帶一提，星塵號上載有包含35萬個人名（其中有些可能是寵物名）的微晶片，這些名字是民眾透過網際網路提供的。