Mars'ın atmosferi yüzde 96 karbondioksittten oluşuyor. Cihaz, bu karbondioksit moleküllerini oksijen ve karbon monoksite ayırmak için ısı ve elektrik akımlarını kullanıyor. Bununla birlikte, oksijen atomları uzun süre tek başına kalamadıklarından hızlıca oksijen molekülleri oluşturuyorlar. Ardından yüzde 99,6 oranında saf oksijen meydana geliyor.
Ardından MOXIE hem oksijeni hem de karbonmonoksiti gezegenin atmosferine geri gönderiyor. Ancak, gelecekteki ölçeklendirilmiş cihazların, oksijeni daha sonra kullanmak üzere tanklarda depolayacağı öngörülüyor.
Öte yandan, karbondioksiti oksijene dönüştürmek, gelecekteki astronotların Mars topraklarında yaşayabilmelerinin tek yolu değil. Bilim insanları ve mühendisler, Kızıl Gezegen’e yeni yapılar inşa etmek için yerinde kayaların kullanılmasını, hatta içme suyu veya roket yakıtı yapmak için Mars veya Ay buzunu kazmayı önerdiler.