每个探测器的形状像一个巨大的L形，腿长约2.5英里（4公里）。每个检测器的支脚通常具有相同的长度，因此激光束沿每个检测器向下传播所需的时间相同。但是，如果重力波穿过地球，则一个检测器支脚会拉伸，而另一条检测器支脚会收缩，从而在信号持续时间内切换，其质量约为质子直径的千分之一。在这些情况下，原子钟可以检测到激光束沿探测器腿向下滑动所需的时间差。
因为LIGO的探测器相距约1,900英里（3,000公里），所以重力波从一个探测器到达另一个探测器可能要花费10毫秒。科学家可以利用到达时间的这种差异来推断出引力波的来源。随着越来越多的重力波探测器在不同的地点开发，例如意大利比萨附近的先进的处女座探测器于2017年投入使用，研究人员将能够更好地确定重力波的来源。
目前和计划中的地面重力波天文台都对大约60英里（100公里）的波长敏感。中子星和黑洞的质量高达太阳的几十倍，产生了这种信号的味道。但是，科学家一直梦想着天基重力波天文台，其探测器之间的距离很远，可以探测更长的波长。这些信号类型可追溯到包括超大质量黑洞在内的各种来源。
欧洲航天局的激光干涉仪太空天线（LISA）任务正在开发中，这是一个正在开发的天基重力波天文台。该任务计划于2034年发射。LISA将由三颗绕地球轨道运行的卫星组成。每颗卫星内部都有一个立方体，它将自由地落在太空中，追踪一条只受到引力波干扰的路径。这个卫星群将仔细监视每个立方体的位置，以寻找时空波纹的迹象。
艺术家对工作中的天基重力波探测器LISA的描绘。 （图片来源：ESA）