El artefacto formó parte de una misión conjunta en combinación con la LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter), sonda a la que LCROSS estuvo unida hasta el momento de ser proyectada contra la superficie lunar.
El diseño de la sonda adoptó una forma de anillo al que se acoplan seis paneles con el equipo científico, mientras que el propulsor y el combustible se alojaban dentro del propio anillo.
[2] Al peso de la nave se puede añadir el del módulo cohete Centauro, usado para proteger la sonda del calor, y también como impactador previo al impacto de la propia sonda en la Luna.
La sonda contaba con 9 instrumentos científicos:[3] El 9 de octubre de 2009 se lanzó contra la Luna el módulo Centauro; última etapa del cohete empleado para propulsar la sonda hasta la órbita lunar.
[5] La sonda LCROSS siguió la trayectoria del módulo Centauro, tomando datos sobre el material eyectado por el impacto, y finalmente colisionó también sobre la superficie lunar 4 minutos después.