In un interferometro per onde gravitazionali, gli specchi svolgono il ruolo di 'masse di prova' sensibili al passaggio delle onde gravitazionali. Per questo ruolo estremamente importante nel rivelatore, è necessario che gli specchi siano realizzati secondo le tecnologie più avanzate e innovative.

Le due proprietà principali di uno specchio sono il materiale di cui è composto, detto 'substrato', ed il suo rivestimento superficiale, detto 'coating'. Il substrato comunemente in uso negli interferometri per onde gravitazionali è un vetro ad alta purezza detto 'fused silica'. Nel rivelatore Advanced LIGO, che entrerà in funzione nei prossimi anni, gli specchi saranno dei cilindri di 'fused silica' di 34cm di diametro, 20 cm di spessore e peseranno 40kg! Il coating viene utilizzato per dare agli specchi le proprietà ottiche desiderate e viene solitamente realizzato alternando strati sottilissimi di diversi materiali aventi differenti proprietà ottiche, al fine di ricostruire il livello di riflettività desiderato.

Gli specchi devono essere estremamente 'lisci' (cioè la 'rugosità' superficiale deve essere minima) affichè la luce del laser non venga deviata da eventuali 'rughe' presenti sulla superficie stessa, e quindi dispersa. Per lo stesso motivo, essi devono essere conservati in ambienti sterili ad atmosfera controllata, perchè anche il più piccolo granello di polvere potrebbe danneggiarne la superficie, graffiandoli o macchiandoli, con l'effetto di ridurre la sensibilità del rivelatore.

Nella maggiorparte dei casi gli specchi di un interferometro per onde gravitazionali devono sia riflettere che trasmettere la luce del laser, per cui è cruciale che queste proprietà siano regolate opportunamente. Inoltre è importante che il materiale non assorba luce, non solo perchè la luce assorbita all'interno del materiale verrebbe persa dall'interferometro, ma anche perchè questo porterebbe anche al surriscaldamento degli specchi ed quindi alla loro deformazione: gli specchi surriscaldati si comportano come 'lenti' e l'interferometro smette di funzionare correttamente.

Un'altra proprietà importante degli specchi è il loro livello di perdite meccaniche, che è in parole povere la misura di quanto uno specchio risuonebbe, dopo essere stato colpito da una bacchetta, prima che il suono da esso prodotto svanisca. Più a lungo lo specchio risuona, minori sono le perdite meccaniche. Basse perdite meccaniche dello specchio permettono di confinare le vibrazioni degli atomi dello specchio in specifiche regioni di frequenza di minor interesse per i segnali gravitazionali. L'effetto risultante è che la vibrazione complessive dello specchio prodotte dal moto atomico, e detto 'rumore termico', viene ridotto.

I materiali cristallini sono caratterizzati tipicamente da un basso livello di dissipazione sia ottica che meccanica, e di conseguenza sono una scelta ottimale per il materiale degli specchi. Questa è la scelta del rivelatore giapponese LCGT, attualmente in fase di realizzazione, che ha in programma di realizzare specchi in zaffiro di varie decine di kg di peso. Altri materiali promettenti da questo punto di vista e presi in considerazione, ma non selezionati per il momento, sono il silicio ed il diamante.