W zakresie światła widzialnego LUVOIR umożliwi obserwację planet zewnętrznych z rozdzielczością 25 km. Spektroskopia i wysokiej jakości obrazy obiektów wewnątrzsystemowych (księżyce, komety, asteroidy) oraz ciał z Pasa Kuipera pomogą nam zrozumieć, jak uformował się nasz system.
Budowa mały|286x286px|Porównanie wielkości zwierciadeł teleskopów kosmicznych Raport końcowy ekspertów z sierpnia 2019 r. proponuje dwie alternatywne konstrukcje – obie oparte na projekcie teleskopu Webba – z osłoną słoneczną i składanym głównym zwierciadłem:
LUVOIR-A – zwierciadło główne o średnicy 15 m. Zaletą tej konstrukcji jest wysoka jakość obrazu i szerokie pole widzenia. Wyposażony zostanie w 4 serwisowalne przyrządy naukowe. LUVOIR-B – 8 m średnicy głównego zwierciadła. Ta architektura ułatwia wysokokontrastowe obserwacje egzoplanet. W tej wersji planowane są 3 instrumenty naukowe.
W obu przypadkach układ optyczny będzie trójzwierciadlanym anastygmatem.
Proponowane instrumenty naukowe: