Fern von irdischen Störeinflüssen und mit extrem langen Interferometer-Armen ist LISA besonders geeignet, niederfrequente Gravitationswellen mit einer Schwingungsdauer von mehr als zehn Sekunden zu messen. Damit ist sie das geeignete Instrument, um supermassive Schwarze Löcher zu beobachten, wie sie sich im Inneren von Galaxien (links die Balkenspiralgalaxie NGC1300) befinden: Sowohl die Wellensignale kleiner Schwarzer Löcher, die auf einer Spiralbahn in solche großen Löcher hineinfliegen als auch die Verschmelzung supermassiver Löcher sollte LISA "hören" können. Ein weiteres Ziel von LISA ist es, Gravitationswellen aus der Frühzeit des Universums aufzufangen, die Informationen über den Zustand des Kosmos weniger als eine Billionstel Sekunde nach dem Urknall liefern könnten. Als weniger exotisches Ziel kommt die Messung der Gravitationswellen hinzu, die herkömmliche Doppelsterne aussenden.