1. A natureza da matéria escura. A matéria escura é um dos objetos mais misteriosos do universo, e o GLAST será capaz de sondar sua natureza detectando raios gama que são produzidos quando as partículas de matéria escura interagem entre si ou com outra matéria.
2. A origem dos raios cósmicos. Os raios cósmicos são partículas de alta energia que viajam pelo espaço e suas origens não são bem compreendidas. O GLAST será capaz de estudar os raios cósmicos detectando raios gama que são produzidos quando interagem com gás e poeira interestelar.
3. A atividade dos buracos negros. Os buracos negros são alguns dos objetos mais extremos do universo e podem produzir poderosas explosões de raios gama quando estão ativos. O GLAST será capaz de estudar buracos negros detectando raios gama emitidos por seus jatos e discos de acreção.
4. A evolução do universo. O GLAST será capaz de estudar a evolução do universo detectando raios gama produzidos por galáxias e quasares distantes. Esses raios gama podem fornecer informações sobre a história da formação estelar do universo e o crescimento de buracos negros supermassivos.
5. A busca por uma nova física. O GLAST também é sensível aos raios gama produzidos por fenômenos novos e inesperados. Esses raios gama poderiam fornecer evidências de novas partículas ou interações que não são previstas pelo Modelo Padrão da Física.
Além destas descobertas científicas, o GLAST também terá diversas aplicações práticas. Por exemplo, será capaz de ajudar a detectar explosões nucleares e proteger satélites das condições climáticas espaciais. Espera-se também que o GLAST revolucione o campo da astronomia, fornecendo aos astrónomos uma nova janela para o universo.