Syvä avaruusluotain on avaruusaluksen drone, joka tekee yksisuuntaisen matkan syvään avaruuteen kerätäkseen tieteellistä tietoa ja lähettääkseen sen takaisin Maahan. Mittapäät keräävät arvokasta materiaalia ja ovat joskus yleistä etua. Joitakin esimerkkejä ovat Pioneer- ja Voyager -avaruusalukset, jotka National Aeronautics and Space Administration (NASA) laukaisi Yhdysvalloissa. Yksittäiset kustannukset yhdestä koettimesta voivat olla erittäin korkeita, koska tutkijoiden on suunniteltava järjestelmät ja komponentit joka kerta uusiksi hyödyntämällä aiemmista menestyksistä ja epäonnistumisista oppimiaan tietoja.
Anturissa on tieteellisiä instrumentteja, jotka kykenevät tallentamaan tietoja useissa muodoissa. Näitä ovat kamerat sekä anturit säteilyn vastaanottamiseksi, kiinnostavat isotoopit, lämpötila ja muut tiedot. Koetin voi lähettää tietoja säännöllisesti tai tutkijat voivat ajoittain ottaa sen yhteyttä ladatakseen. Matkalla signaalit voivat heikentyä ja lopulta syvä avaruusanturi ei reagoi Maasta tulevaan kosketukseen. Kadonneet anturit kulkevat edelleen, mahdollisesti miljoonia vuosia.
Syvä avaruusanturin suunnittelussa on oltava raskaat verhoukset suojaamiseksi. Säteilytasot ovat erittäin suuria avaruudessa ja voivat häiritä koettimen sisällä olevia järjestelmiä. Lisäksi on otettava huomioon esineiden törmäysvaara. Tutkijat eivät halua käynnistää koetinta vain menettäessään sen melkein heti onnettomuuden vuoksi. Raskas verhous voi myös eristää, koska tila on hyvin kylmä ja monet sähköjärjestelmät eivät toimi kunnolla syvän avaruuden äärimmäisessä pakkasessa.
Syvä avaruusanturin virtalähteen tarpeiden täyttäminen voi olla monimutkainen tehtävä. Koettimet käyttävät aurinkopaneeleja energian tuottamiseen järjestelmiinsä ja luottavat myös radioisotooppilämpögeneraattoreihin, jotka hyödyntävät ydinhajoamisen aiheuttamaa lämpöä energian tuottamiseen. Anturi sammuttaa tyypillisesti myös järjestelmät, kun niitä ei tarvita. Ohjaus- ja ohjausjärjestelmät pysyvät käynnissä, kun taas kamerat ja anturit ovat pois päältä, kunnes järjestelmä kytkee ne uudelleen päälle.
Syvä avaruusanturissa on myös akkuryhmä. Litium-tionyylikloridiakkuja käytetään yleisesti syvän avaruuden tehtävissä sekä Marsissa laskeutuneiden kaltaisten kulkijoiden kanssa. Paristoilla on erittäin suuri tallennuskapasiteetti. Pitkä käyttöaika voi aiheuttaa huomattavia tehontarpeita ajan mittaan. Avaruusvirastot voivat tilata akkujen kehittämisen erikoisyrityksille, jotka pystyvät vastaamaan erittäin kestävien suurikapasiteettisten paristojen tarpeeseen.