Biosphäre 2 wurde entwickelt, um eine Umgebung zu schaffen, die klein genug ist, um sie zu beherrschen, aber zugleich hinreichend komplex und vielfältig, um als sinnvolles Labor zur Untersuchung von natürlichen Ökosystemen der Erde zudienen.
Der Grund für die Faszination bestand in der Möglichkeit von Biosphäre 2, das eigene Verhältnis zur Umwelt auf eine völlig neue Weise zu erforschen, beispielsweise aus einer Perspektive der wechselseitigen Abhängigkeit und der Partizipation und nicht aus der eines privilegierten Reisenden, der eher von der Natur entfernt oder auf deren Kosten lebt.
Die Notwendigkeit der Auswahl führte zu Fragen wie z.B. „Wieviel Natur benötigt man, um leben zu können?“ Bevor eine Technik zugelassen wurde, mußte sie umfangreiche Tests ihrer Unschädlichkeit für die Biosphäre bestehen oder zusätzliche Schritte enthalten, damit ihre Endprodukte keine negativen Folgen haben.
In den ersten drei Jahren nach ihrer Fertigstellung war Biosphäre 2 eine von Menschen bewohnte Biosphäre. Die erste Gruppe mit acht Teilnehmern lebte von 1991 bis 1993 in Ihr. Eine zweite Gruppe, hielt sich 1994 über sechs Monate lange in Ihr auf. Während dieser Zeit wurden mit wenigen Ausnahmen die Luft, das Wasser und das Essen für die in ihr befindlichen Menschen von den Ökosystemen erzeugt und wieder aufbereitet.
Die Umwelt von Biosphäre 2, wie sie ursprünglich gestaltet war, funktionierte zwar nicht wie erwartet, wie etwa bei der Aufrechterhaltung des Sauerstoffgehalts der Atmosphäre, Die Fakultät des Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia University hat sich dem Projekt angeschlossen, um für eine kontinuierliche wissenschaftliche Begleitung
zu sorgen.
Ein zentraler Zweck von Biosphäre 2 ist die Möglichkeit, die Umweltbedingungen wie Temperatur, Feuchtigkeit, photoaktive Strahlung von Außen, Zusammensetzung der atmosphärischen Gase und des Wassers genau zu überwachen. Dafür wurden 1200 Sensoren in Biosphäre 2 eingebaut. 80 gelten als unbedingt nötig, während der Rest entweder Zwecken der Forschung oder der Überwachung dient. Während der bemenschten Missionen entnahm ein sogenanntes „Schnüffelsystem“ alle 15 Minuten automatisch eine Luftprobe von einem Biom und untersuchte sie auf 13 verschiedeneGase (z.B. Ozon, Kohlendioxid, Stickstoffoxid.
Jeden Tag informierte ein Computerausdruck über die hohen und niedrigen Werte während der letzten 24 Stunden und verglich sie mit Grenzwerten. Biosphäre 2 bedeckt eine Fläche von 1,6 Hektar und besitzt mit den zwei Lungen oder variablen Kammern ein Volumen von 204.000 Kubikmeter innerhalb seiner virtuell luftdichten Außenhülle. Sie besteht aus fünf natürlichen und zwei künstlichen Lebensräumen: tropischer Regenwald, Savanne, Sumpf, Meer, Wüste, intensive Landwirtschaft und Wohnräume für Menschen. Normalerweise herrscht eine gleichbleibende Atmosphäre.