Das Herzstück des Teleskops ist ein Hauptspiegel mit einem Durchmesser von 6,5 m, der sich aus 18 sechseckigen Segmenten mit einem Durchmesser von jeweils 1,32 m zusammensetzt. Jedes dieser Segmente ist eine asphärische „Freiform“, ist also nicht rotationssymmetrisch. Dieser Hauptspiegel lässt sich so klein zusammenfalten, dass er in eine Trägerrakete passt, und entfaltet sich dann im Weltraum zu voller Größe. Nach dem vollständigen Aufklappen sind die Positionierung und die Oberflächenform der Spiegelsegmente mit einer Genauigkeit von einigen zehn Nanometern so genau, dass die Baugruppe die optische Leistung eines einzelnen 6,5-Meter-Spiegels erbringen kann.

Die Primärspiegelsegmente selbst sind das Ergebnis von Beiträgen verschiedener Organisationen. Die Oberflächenbearbeitung und das Polieren der Beryllium-Spiegelrohlinge übernahme Coherent Tinsley. Nach den Arbeiten an dieser Schlüsselkomponenten wird das Unternehmen jetzt 231 der 492 asphärischen Spiegelsegmente mit einem Durchmesser von 1,52 Metern für das bodengestützte Dreißig-Meter-Teleskop in hexagonale Form bringen und polieren.