上記の経緯より、海洋観測ブイのハンドリングは本船の主任務の一つとされている。荒天時にも安全・迅速にブイの投入・回収作業を行えるよう、船尾端にAフレームクレーン、右舷中央にギャロースが設置されている。これらの配置にあたっては、模型での機能確認や水槽でのブイの挙動試験が重ねられた。また船内における重量物の運搬作業は全て機械化されている。JAMSTECでは、太平洋赤道域の西部にTRITONブイと称される海洋観測ブイ・ネットワークを構築しており、アメリカ海洋大気庁（NOAA）が構築したTAO計画と連携して、TAO/TRITONアレイと称されている。船体中央部には、ドップラー・レーダーを収容した大型のレドームが設置されている。周波数はCバンド、送信機はマグネトロンで、送信尖頭電力250キロワット、アンテナ径は3メートル、ビーム幅1.4度であった。ドップラー・レーダーは気象レーダーとしては一般的であるが、舶載化は世界的に見ても珍しく、他には米NOAAが「ロナルド・H・ブラウン」を運用しているのみであった。2014年にはレーダーの更新が行われ、周波数は変わらずCバンドであるが、送信機が半導体素子化されたフェーズドアレイレーダーとなり、アンテナ径も4メートルに大型化された。またこのほか、ラジオゾンデも常設設備として搭載されており、海面高度20キロメートル付近までの大気の観測も行われている。
上記の経緯より、地質・地層調査用の装備も、「かいれい」と共通化されている。上記のシービーム2112.004型マルチビーム音響測深機には、サブシステムとして地層探査装置（sub bottom profiler, SBP）が搭載されていた。これは規則的に4キロヘルツの音波を発振して、海底下数10メートルの海底表層付近の地層を得るものであった。その後、シービーム3012への更新に伴ってこの機能が削除されたことから、単体の専用機としてBathy2010が導入された。試料採取用としては、20メートルのピストンコアサンプラーが搭載されており、その分析のためのウエットラボやX線室なども整備されている。
海底の地形・地層データについては、依然として未知の部分が多く残されている。このことからJAMSTECでは、本船と、並行して建造が進められていた「かいれい」とを対にして、「みらい」は高緯度荒天海域を、「かいれい」は海溝域を中心として分担して観測を進めることを構想した。このため、船底には「かいれい」と同型のシービーム2112.004マルチビーム音響測深機（MBES）が搭載された。これは、周波数12キロヘルツ、2°×2°のナロービームを151本生成して、水深11,000メートルまでの海底地形を即座に等深線図として作図することができたその後、2014年には、やはり「かいれい」などと歩調を合わせて、シービーム3012への更新が行われた。これは、送波ビームフォーミングによって送信ビームの安定化を図るというスエプトビーム機能を付与するとともに、ビーム数も301ビームに倍増、スワス幅も拡大されている。
本船は、地圏・水圏・大気圏の全領域を総合的に観測できる汎用調査船となっている。研究区画の総床面積は約510平方メートルにおよび、16の研究室および観測室に区分されている。また、航海情報および観測データを共有するためのイーサネットも整備されている。
本船の主機関は、通常航行時はディーゼルエンジンに推進器を直結して航走し、静音性が必要になる観測作業時にはディーゼル・エレクトリック方式で航走するというCODLOD方式が採用された。一方、推進電動機への給電は船内サービス用の発電機から行われており、統合電気推進としての性格もある。整備面の配慮から、主機関と主発電機は同機種とされており、4サイクルディーゼルエンジンが、主機関として4基、主発電機として2基搭載された。観測機器への悪影響を避けるため、主機関と発電機関にはコニカル型防振ゴムによる水平二段防振支持、減速機にも同一段防振支持が行われている。主機関は、2基ずつの出力を減速機でまとめて1軸の推進器を駆動するCODAD方式とされており、両舷の軸機に1セットずつが配された。回転数を一定に保ち、推進器の可変ピッチ・プロペラの翼角による制御を行っている。一方、電気推進時には、推進器の翼角は一定として、同期電動機に対する可変電圧可変周波数制御を行っている。電源としては、これらの主発電機（各2,200 kVA）のほかに、補助発電機（1,100 kVA）1基、主機駆動発電機（各1,100 kVA）2基が搭載された。船型は大きいものの、2枚の舵のほかに2軸の可変ピッチプロペラ、3基のサイドスラスター（バウスラスター2基＋スタンスラスター1基）により、優れた操船性能を発揮できる。操船装置はジョイスティック式である。
クリストフ・ラントメッサーは1975年から1977年まで保険販売員養成の職業教育を受けていたが、1980年に大学入学資格を得た。その後1980年から1981年まで ヴュルテンベルク福音主義州教会が設立したシュトゥットガルトにある高等専門学校に通った。 その後、テュービンゲン大学で神学を学び、1988年に第1次神学試験に合格。1981年から1986年までの間は、テュービンゲン福音主義神学寮の給費生でもあった。その修学期間においてヨルダンとイスラエルにあるドイツ福音主義考古学研究所の講習に参加している。牧師補として働きながら、1988年から1990年までテュービンゲンにある社会教育学専門学校の嘱託講師を務めた。第2次神学試験合格後、1990年9月9日に按手礼を受けて牧師に任職された。1990年から2003年までテュービンゲン大学福音主義神学部新約聖書学講座の学術助手を務めた。テュービンゲン大学から神学博士号が授与された後、学位取得者として「聖書-その成立と影響」と題する講義を1998年から2000年までおこなった。2000年に大学教授資格ハビリタツィオンを取得している。2003年から2006年までマインツ大学新約聖書学講座の教授職に就いた。2006/2007冬学期以降、テュービンゲン大学福音主義神学部新約聖書学(パウロ、パウロ学派研究、新約聖書神学、新約聖書解釈学担当)講座教授に就いている。クリストフ・ラントメッサーは2008年以降ルドルフ・ブルトマン学会の会長を務めている。彼はドイツ福音主義教会(EKD)に設置されているコンスタンティノープルエキュメニカル総主教との対話委員会のメンバーである。