pyyhkäisevällä 2 330 kilometrin laajuisella katselurintamalla MODIS näkee jokaisen pisteen maailmassamme 1-2 päivän välein 36 diskreetillä spektrikaistalla. Näin ollen MODIS seuraa laajempaa joukkoa maan elintoimintoja kuin mikään muu Terra-anturi. Sensori esimerkiksi mittaa lähes päivittäin pilvien peittämää prosenttia planeetan pinnasta. Tämä laaja alueellinen kattavuus mahdollistaa sen, että MODIS yhdessä MISR: n ja Ceresin kanssa auttaa tutkijoita määrittämään pilvien ja aerosolien vaikutuksen maapallon energiabudjettiin.
pilvipeitteen taajuuden ja jakauman tallentamisen lisäksi MODIS mittaa pilvien ominaisuuksia, kuten pilvipisaroiden jakautumista ja kokoa sekä nestemäisessä vedessä että jääpilvissä. MODIS mittaa myös aerosolien eli pienten nestemäisten tai kiinteiden hiukkasten ominaisuuksia ilmakehässä. Aerosolit tulevat ilmakehään ihmisen aiheuttamista lähteistä, kuten saasteista ja biomassan poltosta, ja luonnollisista lähteistä, kuten pölymyrskyistä, tulivuorenpurkauksista ja metsäpaloista. MODIS auttaa tutkijoita määrittämään vesihöyryn määrän ilmakehän kolonnissa sekä lämpötilan ja vesihöyryn pystysuuntaisen jakauman—mittausten, jotka ovat ratkaisevia maapallon ilmastojärjestelmän ymmärtämisen kannalta.
MODIS on ihanteellinen biosfäärissä tapahtuvien suurten muutosten seurantaan, jotka tuottavat uutta tietoa globaalin hiilisyklin toiminnasta. MODIS mittaa maa-ja merikasvien (kasviplanktonin) fotosynteettistä aktiivisuutta, jotta saadaan parempia arvioita siitä, kuinka suuri osa kasvihuonekaasusta imeytyy ja käytetään kasvien tuottavuuteen. Yhdessä anturin pintalämpötilamittausten kanssa MODISIN mittaukset biosfääristä auttavat tutkijoita jäljittämään hiilidioksidin lähteitä ja nieluja vastauksena ilmastonmuutokseen.
lähes joka päivä koko maapallolla sensori tarkkailee maan pinnan muutoksia ja rakentaa siten Landsatin aloittamaa perintöä ja laajentaa sitä. MODIS kartoittaa talvimyrskyjen ja kylmien lämpötilojen tuoman lumen ja jään pinta-alaa. Sensori tarkkailee” vihreää aaltoa”, joka pyyhkäisee mantereiden yli talven väistyessä kevään tieltä ja kasvillisuus kukkii vastareaktiona. Se näkee, missä ja milloin tapahtuu katastrofeja—kuten tulivuorenpurkauksia, tulvia, ankaria myrskyjä, kuivuutta ja maastopaloja—ja toivottavasti auttaa ihmisiä välttymään vahingoilta. MODISIN bändit ovat erityisen herkkiä tulipaloille; ne voivat erottaa liekehtimisen kytevistä paloista ja antaa parempia arvioita ilmakehään vapautuvien aerosolien ja kaasujen määristä.
MODIS näkee Tyynenmeren kasviplanktonipopulaatioissa muutoksia, jotka voivat olla merkki siitä, että kuuluisat El Niño / La Niña-ilmastosisarukset puhkeavat jo hyvissä ajoin ennen niiden saapumista. Yhdistämällä meren pintalämpötilan ja meren värimittaukset MODIS on puolestaan havainnut El Niñon ja La Niñan vaikutukset mikroskooppiseen merikasviin. MODIKSELLA on myös ainutlaatuinen kanava klorofyllin fluoresenssin mittaamiseen. Kaikki valolla pommitetut kasvit alkavat hehkua eli fluoresoida, mutta aallonpituuksilla, joita silmämme eivät näe. Mitä enemmän kasvit fluoresoivat, sitä vähemmän energiaa ne käyttävät yhteyttämiseen. MODIS ei siis ainoastaan kartoita kasviplanktonin levinneisyyttä, vaan se myös auttaa meitä arvioimaan sen terveyttä.
toinen MODIS—instrumentti lentää Terran sisaraluksella Aqualla.