Основен обект на изследване е падината Мариус (Marius Hills Pit), разположена в един от най-богатите на древна вулканична дейност региони на Луната. Досега тази огромна дупка, широка около 90 метра и дълбока над 50 метра, е наблюдавана единствено от сонди в лунната орбита. Астрономите предполагат, че тя представлява една своеобразна капандура или срутен покрив над древен тунел от лава. Когато преди милиарди години повърхностният слой на лунната лава е изстинал, а разтопената магма под него се е оттекла, тя е оставила след себе си масивни подпочвени галерии и кухини.
Георадар за дълбочинно радиовълново сканиранеЗа разлика от досегашните мисии, апаратурата на GIMLI няма да се спуска в самия пролом. Вместо това комплексът от уреди ще бъде доставен на повърхността чрез луноход по Програмата на NASA за търговски лунни услуги (CLPS). Роувърът ще бъде оборудван с високотехнологични инструменти, разработени в партньорство с Норвежката космическа агенция и Honeybee Robotics на Blue Origin. Една малка част от тях ще бъдат георадар за дълбочинно радиовълново сканиране, сеизмични сензори и ултрачувствителен гравиметър за улавяне на гравитационни аномалии, които индикират празни пространства.
Откриването на мащабна подземна пещера би променило изцяло бъдещето на космическите изследвания. Лунната повърхност е изключително враждебна среда, изложена на опасна слънчева и космическа радиация, постоянни бомбардировки от микрометеорити и резки температурни амплитуди. Подобни пещери и тунели биха могли да предложат перфектна естествена защита за научни инструменти, изпратени на Луната, както и за посетители. Само няколко метра лунна скала над главите на астронавтите биха блокирали вредното лъчение и биха поддържали стабилна температура. Това превръща тези кухини в идеалното място за изграждане на бъдещи постоянни човешки бази.
Освен стратегическо убежище, стените на падината Мариус са своеобразен геоложки архив. Те разкриват напластявания от древни изригвания, които ще ни помогнат да разберем как точно е еволюирал нашият естествен спътник. Според доклад на Nature Astronomy са открити над 200 лунни ями, някои от които може да са свързани с подземни тунели. Проектът GIMLI е напът да отключи вратата към непознатия свят под лунната повърхност.