Le satellite HERSCHEL fait approximativement 7 mètres de haut et 4,3 mètres de large, pour une masse au lancement d'environ 3,25 tonnes. Alcatel à Cannes, France, dirige le consortium industriel qui construit le satellite HERSCHEL avec Astrium à Friedrichshafen, Allemagne, et Alenia à Turin, Italie.

Le satellite HERSCHEL est développé en parallèle avec le satellite PLANCK par une équipe projet commune. HERSCHEL et PLANCK seront mis en orbite simultanément par le lanceur ARIANE 5 en 2009. Le temps de transfert vers le point de Lagrange L2 durera approximativement 4 mois. Le satellite devrait fonctionner pendant une durée d'au minimum 3 ans.

PACS (Photoconductor Array Camera and Spectrometer) est composé d'un photomètre imageur comportant deux matrices de bolomètres à 300 mK (Bleu : 60 à 130 µm ; Rouge : 130 à 210 µm) et d'un spectromètre constitué de deux blocs photoconducteurs Ge:Ga stressés dans les bandes 57 à 210 µm.
SPIRE (Spectral and Photometric Imaging REceiver) est composé d'un photomètre imageur (R~3) sur trois bandes simultanées à 250 µm (trois matrices de bolomètres 32x32 à 300 mK), 350 µm (242) et 500 µm (162) couvrant un champ de vue de 4'x4' et d'un spectromètre FTS moyenne résolution (R~10-1000) à 200-300 µm (162) et 300-670 µm (122) couvrant un champ de vue de 2'x2' (deux matrices de bolomètres à 300 mK).
HIFI (Heterodyne Instrument for Far-Infrared) comprend cinq mélangeurs à jonction SIS, double polarité, opérant dans la bande 480 à 1250 GHz, deux mélangeurs HEB, simple polarité, opérant dans la bande 1410 à 1910 GHz et un spectromètre Acousto-Optique (AOS) et des autocorrélateurs en parallèle sur 4 GHz.