是宇宙中最劇烈的天體爆發現象，在短短幾秒鐘內釋放的能量相當于太陽在百億年壽命中輻射的總能量。一般認為，兩顆中子星并合既能產生伽馬射線暴，又能產生引力波，這種爆發現象是“懷柔一號”衛星的核心科學目標。此外，“懷柔一號”衛星還能探測快速射電暴的高能對應體、磁星爆發、X射線雙星爆發、太陽耀斑以及地球伽馬閃等。
“懷柔一號”衛星發射入軌以來，在科學觀測研究方面取得了一系列重要進展。截至2022年11月，在軌觸發各類爆發現象1600多個，其中包括伽馬射線暴100多個，磁星爆發、太陽爆發和地球伽馬閃共計300余個，公開發布觀測通告91個，發布觀測警報超過600個，并多次引導國內外衛星及地面觀測設備開展后隨觀測和聯合觀測。2022年10月9日，作為“懷柔一號”衛星的拓展任務，搭載于空間新技術試驗衛星的高能爆發探索者載荷（HEBS，即GECAM-C）探測到迄今最亮伽馬射線暴，10月14日與“懷柔一號”02星（GECAM-B）聯合探測到第二例快速射電暴的高能對應體，上述成果在國內外引起了強烈反響。