Um äußere Einflüsse auf die Fahrzeuge zu minimieren, ist jede Sonde so konstruiert, dass die Nutzlasten nur von der Schwerkraft beeinflusst werden und nicht von Faktoren wie dem Sonnenwind, dem leichten Druck oder dem Widerstand der Restatmosphäre. Die Testmassen in Form eines Würfels aus Gold und Platin, die die Enden der Arme markieren, werden frei im Inneren des Raumfahrzeugs schweben, während die Hülle äußere Einflüsse absorbiert. Die Schubdüsen kompensieren diesen Einfluss und verhindern, dass die Massen etwas anderes als Gravitationswellen wahrnehmen.
LISA soll Gravitationswellen von verschmelzenden supermassiven schwarzen Löchern in fernen Galaxien sowie von verschmelzenden weißen Zwergen und Neutronensternen in der Milchstraße auffangen. Darüber hinaus kann das Gravitationsecho des Urknalls selbst sowie die anhaltende Expansion des Universums nachgewiesen werden.
