Автоматическая станция "Луна-19" была создана на базе автоматической станции Луна-17. При этом для снижения затрат при ее разработке были максимально использованы конструктивные узлы и агрегаты лунохода и посадочной ступени.
С корректирующе-тормозного модуля (КТ) были сняты трапы для съезда лунохода и доплеровская аппаратура. Навесные отсеки были сделаны неотделяемыми. Радиовысотомер больших высот "Вега" был исключен из контура управления, однако он был использован для проведения измерений высотного профиля лунной поверхности - альтиметрирования.

В качестве приборного отсека был использован корпус лунохода без шасси и радиоизотопного генератора. Вследствие изменения условий освещенности на орбите по сравнению с поверхностью Луны радиатор-охладитель был перемещен с верхнего дна приборного отсека на боковую поверхность. На освободившую поверхность были установлены дополнительные фотоэлементы солнечной батареи, в результате чего максимальная мощность солнечной батареи вместе с основной поворотной панелью составила 240 Ватт. Она же служила радиатором-нагревателем.

Для получения изображений лунной поверхности на борту аппарата были установлены две оптико-механические телевизионные камеры, аналогичные телекамерам, установленным на луноходах и посадочных платформах КТ, но доработанные для условий полета по орбите.

В результате доработки сканирование осуществлялось только в одной плоскости, перпендикулярной направлению движения КА (строчная развертка). Развертка в другой плоскости осуществлялась за счет движения самого аппарата (кадровая развертка). Скорость сканирования составляла 4 строки в секунду, а угол зрения по строке был увеличен до 185°.

Общая масса лунного спутника "Луна-19" после выхода на селеноцентрическую орбиту составила 4100 кг вместе с модулем КТ, причем весь полет по орбите совершался вместе с этой ступенью.

Программой полета предусматривался выход аппарата на круговую селеноцентрическую орбиту высотой 140 км. В результате коррекции формируется орбита с высотой периселения 16 км. С этой орбиты проводятся съемка и альтиметрирование лунной поверхности. После завершения этих экспериментов аппарат переводится на круговую селеноцентрическую орбиту высотой ~100 км для продолжения научных исследований, включая изучение гравитационного поля Луны.

В ходе полета станции "Луна-19" по орбите искусственного спутника Луны были проведены следующие наблюдения и измерения:

• получен временной ход интенсивности протонов солнечных космических лучей с энергиями от 1 до 40 МэВ и протонов галактических космических лучей с энергией более 30 МэВ;
  
• установлено, что станция большую часть времени (~ 75%) проходила в период высокой активности Солнца. Получены усредненные за большую часть периода работы КА количественные данные о потоках протонов солнечных космических лучей в диапазоне энергий от I до 40 МэВ;
  
• получена значительная научная информация о квазистационарных и нестационарных проявлениях солнечной активности в космических лучах:
  • зарегистрирована длительная модуляция интенсивности космических протонов галактических лучей с энергией более 30 кэВ и периодом, близким к периоду солнечного оборота (~ 27 суток);
    
  • зарегистрировано 14 больших вспышечных возрастаний интенсивности солнечных протонов с энергией более I МэВ;
    
  • зарегистрировано 13 понижений галактических космических протонов с энергией более 30 МэВ.
  • получено 46 магнитограмм магнитного поля Луны, которые частично согласуются с проведенными ранее измерениями на КА "Луна-10" и "Эксплорер-35". Были получены новые данные о полях на меньших высотах и на теневой стороне Луны;
• установлено, что пространственная плотность метеорных частиц, в окрестности Луны не превышала плотности его в межпланетном пространстве на расстоянии 0,8 - 1,2 а.с. от Солнца.