La mission GOCE vise à fournir une modélisation du champ gravitationnel de la Terre et de sa surface de référence équipotentielle, à l’échelle de la planète, avec une résolution spatiale et une précision particulièrement élevées. GOCE contribuera non seulement à améliorer nos connaissances de la structure interne de la Terre et de ses mécanismes sismiques, mais également à mieux appréhender certains phénomènes globaux comme les grands courants océaniques, la topographie et l’évolution des calottes glaciaires et, par voie de conséquence, l’évolution des niveaux océaniques.

Etant donné que le champ gravitationnel faiblit à mesure que l’altitude augmente, GOCE évoluera en orbite basse, c’est-à-dire à une altitude de seulement 250 km, où il subsiste cependant une atmosphère résiduelle. Ceci explique le profil caractéristique donné au satellite, en forme de flèche de cinq mètres de long. C’est également la première mission qui utilise le concept de « gradiométrie » – mesure des différences d’accélération sur de courtes distances d’un ensemble de masses de référence à l’intérieur du satellite.

GOCE a été lancé le 17 mars 2009 par un lanceur russe Rockot depuis le cosmodrome de Plesetsk au nord de la Russie.

Responsable du développement de la plate-forme, Astrium faisait partie du consortium sélectionné par l'ESA pour développer GOCE, sous la maîtrise d’œuvre de Thales Alenia Space.