Herzstück jedes der LISA-Satelliten sind zwei frei schwebende Testmassen: Gold-Platin-Würfel mit einer Kantenlänge von vier Zentimetern. LISA funktioniert im Ganzen so ähnlich wie eine dreifache Kopie des Michelson-Interferometers, dass Sie links von dieser Medienstation sehen. Jeder Satellit entspricht dabei dem Strahlteiler in der Mitte des Interferometers: Er sendet zwei Laserstrahlen zu den beiden anderen Satelliten. Diese Laserstrahlen werden dort zwar nicht reflektiert - dafür ist das ankommende Licht zu schwach -, aber durch entsprechende Laser der beiden anderen Satelliten direkt beantwortet. So lässt sich verfolgen, wie sich die Abstände zwischen den frei schwebenden Testmassen unter dem Einfluss von Gravitationswellen verändern.