理論上は複数の同心円筒を持った構造も想定されている。
技術的課題.
スペースコロニーで健康な人間集団を維持するためには、以下のような多くの課題を解決しなければならない。
大気.
基本的に、殆どのコロニーのデザインは、巨大で、薄い壁に覆われた圧力容器とみなすことができる。コロニー内部に地球と同じ大気を実現するには大量の酸素と窒素を必要とする。そのうち、酸素は月の石などの地球外物質を原料としても入手可能である。
窒素は地球から入手できるが、消費分を地球から輸送するには多大な費用がかかるため、コロニー内で空気のリサイクルを行う必要がある。空気は様々な方法でリサイクルすることが可能であり、植物の光合成（できれば水耕栽培か森林庭園）を利用する方法が代表的である。しかしながら、工業汚染（たとえば揮発油や過剰の分子性ガス）については別途に処理装置を設ける必要がある。
原子力潜水艦などで使われている標準的な方法として、触媒としてバーナーを使うものがあり、これは殆どの有機物を取り除くのに効果的である。それ以上の安全のために、小さな低温の蒸留装置で徐々に不純物（水銀蒸気やバーナーでは除去できない希ガス）を取り除く必要があるかもしれない。
有機物.
有機物の大部分は、初めは月や小惑星、または地球から輸入しなければならない。だがその後は、リサイクルにより輸入の必要性を減らすことができる。
提案されているリサイクル方法の一つとして、低温の蒸留物、植物、ゴミ、それに下水をで焼却して、それをさらに蒸留するものがある。それにより、二酸化炭素と水は直ぐに農場で使用できるだろう。灰の中の硝酸塩と塩は、水に溶かすことで純粋な鉱物に分離される。ほとんどの硝酸塩、カリウム、ナトリウム塩は有効に肥料としてリサイクルできるだろう。
重力.
発生学的にみて脊椎動物の発育には重力が必要であり、脊椎動物の胎児は無重力では脊椎などがうまく形成されないことが判明している。このことからもスペースコロニーでの妊娠出産育児には重力が必須であるとされている。