“月面微型生態圈”是一個由特殊鋁合金材料制成的圓柱形“罐子”，高１８厘米，直徑１６厘米，凈容積約０.８升，總重量３公斤。小“罐子”里乾坤大，里面將放置馬鈴薯種子、擬南芥種子、蠶卵、土壤、水、空氣以及照相機和信息傳輸系統等科研設備。
科學家將在這個小空間里創造動植物生長環境，實現生態循環。在真空、微重力、極端溫差的外界條件下，“月面微型生態圈”內將保持１到３０攝氏度，以及適當的濕度，并通過光導管引進月球表面自然光線，創造植物生長環境。
植物通過光合作用產生碳水化合物和氧氣，供蠶“消費”；蠶的生長過程則產生出植物所需的二氧化碳和糞便等養料。在“月面微型生態圈”登月的１００天里，它將實現微型生態循環。
此次月面生物實驗的目標是在月球表面實現動植物的一個生命周期。根據１００天的實驗期限，科學家選定了馬鈴薯、擬南芥和蠶。這兩種植物將生根發芽，開出月球表面第一朵花。同時，馬鈴薯還可作為人類太空生存食物來源，其實驗價值更加重大。蠶卵則將在生態圈中完成蟲卵孵化、幼蟲生長發育和破繭成蝶的完整生命周期。屆時，這項生物實驗將通過小型照相機，向全球直播。
教育部深空探測聯合研究中心主任設計師張元勛說，該實驗項目的主要技術難點在于復雜月面環境下的溫度控制和能源供給。溫控方面，通過外穿保溫層和內置空調來提供保障。能源方面，白天利用嫦娥四號太陽能電池板整體供電，夜晚通過高能量密度的內置電池供電，以保障空調、攝像機和信息傳輸系統的運行。
與去年ＮＡＳＡ空間站開出的外太空第一朵花不同，本次“月面微型生態圈”實驗位置距離地球３８萬公里，比離地３００多公里的國際空間站遙遠得多，所處月面環境也比國際空間站內部復雜得多。
“月面微型生態圈”總設計師、教育部深空探測聯合研究中心副主任謝更新表示，這項實驗極具突破性，對人類未來在地外星球生存具有重大意義。
