اهداف اصلی این ماموریت، آزمایش فناوری‌های In-Situ Resource Utilization یا به اختصار (ISRU) به منظور تولید اکسیژن مورد نیاز برای سوخت و تنفس از اتمسفر مریخ و همچنین شناسایی اندازه و ریخت‌شناسی غبار موجود در اتمسفر این سیاره به منظور درک بهتر آثار آن بر عملکرد سیستم‌های سطحی را شامل می‌شوند.
سیستم MOXIE گاز دی اکسید کربن موجود در اتمسفر مریخ را با استفاده از یک فرآیند الکتروشیمیایی به مولکول‌های مونوکسید کربن و اکسیژن خالص تبدیل می‌کند. برای این منظور یک سیستم فشرده‌سازی موسوم به Acquisition and Compression یا CAC اتمسفر مریخ را به درون کاوشگر مکیده و پس از عبور از فیلتر و جداسازی دی اکسید کربن، آن را تا یک اتمسفر فشرده می‌کند. دی اکسید کربن فشرده شده به سیستم دیگری موسوم به Solid OXide Electrolyzer یا SOXE وارد می‌شود تا مولکول‌های آن در کاتد شکسته شده و مولکول‌های اکسیژن خالص تولید شوند. این فرآیند عکس فرایندی است که در سلول‌های سوختی رخ می‌دهد.
سیستم SOXIE در دمای ۸۰۰ درجه سانتیگراد عمل می‌کند و نیازمند بهره‌گیری از یک سیستم دمایی جامع از جمله مکانیزم‌هایی برای گرمایش گاز ورودی و خنک سازی گاز خروجی است. این سیستم یک جریان خروجی از گازهای اکسیژن، دی اکسید کربن و مونوکسید کربن دارد که برای ارزیابی میزان تولید اکسیژن، خلوص آن و کنترل فرایند، مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرند. جریان الکتریکی درون SOXIE نتیجه مستقیم انتقال یون‌های اکسید درون الکترولیت است و شاخص مستقلی برای اندازه‌گیری میزان اکسیژن تولید شده توسط سیستم محسوب می‌شود.
بر اساس نرخ تبدیل اکسیژن که بر اساس معیارهایی از قبیل نرخ ورودی دی اکسید کربن، دما و ولتاژ اعمال شده، محاسبه می‌شود، میزان تولید اکسیژن بسته به شرایط محیطی مریخ بهینه می‌شود. گازهای خروجی نیز به منظور حفظ سلامت سیاره، خنک شده و توسط کاوشگر در اتمسفر آزاد می‌شوند.