Το Compton Gamma Ray Observatory είναι ένα διαστημικό τηλεσκόπιο σχεδιασμένο για να δέχεται ακτίνες γάμμα, ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία πολύ υψηλής ενέργειας και μικρού μήκους κύματος που παράγεται από αλληλεπιδράσεις υποατομικών σωματιδίων, όπως η εκμηδένιση ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων και η ραδιενεργή διάσπαση. Το Παρατηρητήριο Compton Ray Gamma ξεκίνησε στις 5 Απριλίου 1991 ως μέρος του προγράμματος Great Observatories της NASA. Το Compton ήταν το 2ο από τα Μεγάλα Αστεροσκοπεία που εκτοξεύτηκαν, μετά το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble και πριν από το Παρατηρητήριο ακτίνων Χ Chandra και το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Spitzter.
Δυστυχώς, το 2000, ένα από τα γυροσκόπια του Compton απέτυχε και το σκάφος έπρεπε να τεθεί εκτός τροχιάς, με κάποιες διαμάχες. Εκτοξευμένο με το Διαστημικό Λεωφορείο Ατλαντίς, το Compton ήταν το βαρύτερο ωφέλιμο φορτίο που εκτοξεύτηκε ποτέ εκείνη την εποχή, με βάρος 17,000 κιλά (37,500 λίβρες).
Ο Compton χρησιμοποίησε σπινθηριστές για να καταγράψει τις εισερχόμενες ακτίνες γάμμα, που απελευθερώνονται σε μεγάλες ποσότητες κατά τη διάρκεια αστρονομικών γεγονότων που ονομάζονται εκρήξεις ακτίνων γάμμα, μυστηριώδη φαινόμενα που συμβαίνουν σε φαινομενικά τυχαίες περιοχές του βαθέως διαστήματος, δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα είναι πολύ σύντομες, διαρκούν μόνο χιλιοστά του δευτερολέπτου έως λεπτά, αλλά κατά τη διάρκεια αυτού του χρόνου μπορούν να απελευθερώσουν περισσότερη ενέργεια από έναν ολόκληρο γαλαξία. Η τρέχουσα θεωρία είναι ότι οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα δημιουργούνται όταν οι πρωτογαλαξίες καταρρέουν σε υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, με το υλικό του γαλαξία να απελευθερώνει τη βαρυτική του δυναμική ενέργεια ως ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.
Το Παρατηρητήριο ακτίνων γάμμα Compton είναι διάσημο για την ανακάλυψη ενός φαινομένου που είναι γνωστό ως μαλακοί επαναλήπτες γάμμα, παρόμοιο με τις εκρήξεις ακτίνων γάμμα, αλλά σε μικρότερη ένταση και με κυκλικό τρόπο. Η τρέχουσα θεωρία είναι ότι οι μαλακοί επαναλήπτες γάμμα είναι μαγνήτες, ένας τύπος αστέρα νετρονίων με ισχυρό μαγνητικό πεδίο. Αυτά τα αντικείμενα απελευθερώνουν πίδακες ακτίνων γάμμα από τον βόρειο και τον νότιο πόλο τους. Όταν ένας από αυτούς τους πόλους δείχνει προς τη Γη, λαμβάνουμε ακτίνες γάμμα.
Το 1994, ο Compton ανακάλυψε μια νέα επίγεια πηγή ακτίνων γάμμα – σύννεφα κεραυνών. Κατά τη διάρκεια της υπηρεσίας του, το Compton ολοκλήρωσε επίσης μια έρευνα για πάλσαρ και υπολείμματα σουπερνόβα.