Атмосфера Марса на 96% состоит из двуокиси углерода CO₂, содержание кислорода там не превышает 0,13%, в то время как на Земле его концентрация составляет 21%.

NASA планирует использовать увеличенные варианты аппаратов Moxie в ходе пилотируемых миссий вместо того, чтобы везти с собой с Земли запасы кислорода. К тому же кислород O₂ - это обязательная составляющая часть топлива, на котором работают ракеты. Сила тяги в них создается за счет сгорания топлива в присутствии окислителя, которым может быть чистый кислород.

Прибор Moxie разбивает молекулы CO₂ на составляющие их атомы кислорода, при этом побочным продуктом является угарный газ, который выводится обратно в атмосферу Марса.