La sua gestazione è stata tutt'altro che semplice: da un costo iniziale stimato in 500 milioni di dollari con lancio nel 2007, si è arrivati a un costo finale di oltre 10 miliardi, con il lancio a Natale 2021. Ha rischiato più volte di essere cancellato per i costi troppo alti, e nel 2011 si è salvato solo grazie alla pressione della comunità scientifica internazionale.

JWST ha un diametro di 6,5 metri: così grande da essere stato lanciato ripiegato su sé stesso, con i suoi 18 segmenti esagonali rivestiti d'oro dispiegati in orbita come un gigantesco origami. Si trova a un milione e mezzo di chilometri dalla Terra — quattro volte più lontano della Luna — e per questo non può ricevere manutenzione, ma in compenso opera senza interferenze esterne.

Osserva nel campo dell'infrarosso e deve farlo a temperature estremamente basse, inferiori a 225 gradi Celsius sotto zero. A questo scopo è schermato dal Sole da una gigantesca "vela" grande come un campo da tennis, composta da cinque sottilissimi strati di Kapton.

Nessuna camera di prova esistente al mondo poteva collaudarlo interamente: è stato quindi testato a pezzi, e due camere — al Goddard Space Center e al Johnson Space Center — sono state appositamente riadattate. Quest'ultima, la stessa che cinquant'anni prima aveva collaudato i materiali del progetto Apollo, ospita una "caverna" di 36 metri raffreddata ad azoto liquido, al cui interno è stata costruita una seconda camera ad elio liquido.