네 거대 행성을 잇는 경로
보이저2호는 목성과 토성 관측 뒤 천왕성과 해왕성까지 여행했다. 행성의 중력을 이용하는 경로를 통해 여러 목적지를 이어 방문했다. 같은 설계의 보이저1호와 출발했지만 목적지와 이후 비행 방향까지 같았던 것은 아니다.
천왕성을 직접 보다
1986년 천왕성 근처를 지난 2호는 새로운 위성과 고리를 발견했다. 멀리 있는 작은 빛점으로 관측하던 천체를 근접 영상 및 여러 장비의 자료로 조사했다. 다만 한 번 통과하며 본 모습이 모든 계절과 모든 지역을 대표하지는 않는다.
해왕성까지 이어진 관측
1989년에는 해왕성과 그 위성계를 조사했다. 해왕성 대기의 대흑점과 고리 구조 등은 외행성 대기가 단순히 정적인 층이 아니라는 사실을 보여 주었다. 행성을 가까이에서 조사하는 자료와 이후 지상 망원경의 장기 추적은 서로 보완한다.
행성 방문이 끝난 뒤
2018년 태양권 바깥의 성간 환경으로 들어갔다. 보이저1호와 다른 방향으로 경계를 통과했으므로 두 지점의 자료를 비교할 수 있다. 이 단계의 주요 목적은 새로운 행성 사진을 찍는 것이 아니라 입자와 장 등의 환경을 직접 측정하는 것이다.