Compton Gamma Ray Observatory svemirski je teleskop dizajniran za primanje gama zraka, elektromagnetskog zračenja vrlo visoke energije i kratke valne duljine koje nastaje interakcijama subatomskih čestica, kao što je anihilacija elektrona i pozitrona i radioaktivni raspad. Opservatorij Compton Gamma Ray pokrenut je 5. travnja 1991. kao dio NASA-inog programa Great Observatory. Compton je bio 2. od velikih zvjezdarnica koje su lansirane, nakon svemirskog teleskopa Hubble i prije Chandra X-ray Observatory i Spitzter svemirskog teleskopa.
Nažalost, 2000. godine jedan od Comptonovih žiroskopa je otkazao i letjelica je morala biti deorbitirana, uz određene kontroverze. Lansiran na Space Shuttle Atlantis, Compton je bio najteži teret ikad lansiran u to vrijeme, težak 17,000 kg (37,500 lb).
Compton je koristio scintilatore za snimanje dolaznih gama zraka koje se oslobađaju u velikim količinama tijekom astronomskih događaja zvanih izbijanje gama zraka, misteriozne pojave koje se događaju u naizgled slučajnim područjima dubokog svemira, milijardama svjetlosnih godina daleko. Izrazi gama zraka vrlo su kratki, traju samo milisekunde do nekoliko minuta, ali za to vrijeme mogu osloboditi više energije od cijele galaksije. Trenutna teorija je da se rafali gama zraka generiraju kada se protogalaksije kolabiraju u supermasivne crne rupe, a materijal galaksije oslobađa svoju gravitacijsku potencijalnu energiju kao elektromagnetsko zračenje.
Opservatorij Compton Gamma Ray poznat je po otkriću fenomena poznatog kao mekani gama repetitori, sličnih rafalima gama zraka, ali manjeg intenziteta i na ciklički način. Trenutna teorija je da su meki gama repetitori magnetari, vrsta neutronske zvijezde sa snažnim magnetskim poljem. Ovi objekti ispuštaju mlazove gama zraka sa svog sjevernog i južnog pola. Kada je jedan od ovih polova usmjeren na Zemlju, mi pokupimo gama zrake.
1994. Compton je otkrio novi zemaljski izvor gama zraka – grmljavinske oblake. Tijekom svoje službe Compton je također završio istraživanje pulsara i ostataka supernove.