Голдстоунівський радар може працювати в двох різних режимах. У режимі моностатичного радара він як передає, так і приймає. У режимі бістатичного радара він тільки передає сигнал, а приймають його інші радіоастрономічні засоби. Незважаючи на організаційні труднощі, це дає дві переваги: передавач не потрібно вимикати, щоб дозволити приймачу реєструвати сигнал, і це дозволяє використовувати інтерферометрію для отримання додаткової інформації з відбитого сигналу.
Об’єкти, досліджені за допомогою Голдстоунівського радару, включають:
Меркурій: зокрема, використання просторово розділених приймачів дозволило дуже точно виміряти положення його полюсів, дослідити його лібрацію і таким чином показати, що Меркурій має рідке ядро.
Марс: Голдстоунівський радар широко використовується для перевірки характеристик поверхні для розташування посадкових модулів на Марс.
Астероїди: невеликі астероїди виглядають в наземні оптичні телескопи як точкові джерела світла, однак радар може знімати їх з роздільною здатністю в кілька метрів. Наприклад, астероїд 4179 Тоутатіс знімали в 1992, 1996, 2000, 2004, 2008 і 2012 роках. Хоча космічні апарати можуть отримувати ще детальніші зображення астероїдів, радіолокаційна астрономія може досліджувати набагато більшу кількість астероїдів з різними характеристиками[4][5].