W obu projektach do teleskopu ATLAST będzie można wysyłać misje serwisowe, podobnie jak do Teleskopu Hubble’a. Będą realizowane przy użyciu bezzałogowego promu (jak się obecnie proponuje), lub załogowego statku Orion (co pozwoli zdobyć doświadczenia dla przyszłych załogowych badań Układu Słonecznego). Instrumenty takie jak kamery będą mogły zostać zastąpione nowymi, a wymontowany sprzęt powróci na Ziemię do analizy. Tak jak HST i przygotowywany JWST, teleskop ATLAST będzie zasilany przez panele słoneczne.
Przebieg misji ATLAST będzie mógł zostać wyniesiony w przestrzeń budowaną obecnie rakietą SLS z Centrum Kosmicznego im. Kennedy’ego lub, jeśli przyjęta zostanie wersja 9,2-metrowa, jedną z rakiet systemu EELV. Rakieta umieści swój górny stopień i teleskop ATLAST na niskiej orbicie parkingowej, dając inżynierom czas na sprawdzenie systemów. Następnie silnik górnego stopnia zostanie uruchomiony i ATLAST rozpocznie trzymiesięczną podróż do punktu L2 układu Ziemia-Słońce, wchodząc na tzw. „orbitę halo” wokół tego punktu. Podczas podróży do punktu L2 zostanie rozłożone zwierciadło segmentowe (jeśli taki projekt zwycięży).