首先要解决的当然是“氧源” 在茫茫宇宙中，没有多少天体具备适合人类呼吸的大气层。在对中意的“殖民地”进行大气地球化改造时，往往需要使用人工设置氧源，来为大气充氧。人为制造氧气的方法有很多，它们通常可以归入生物的或非生物的方法两类： 一、非生物方法 非生物方法主要利用无机化学反应将氧气从含氧物质中分离出来。在富含水的星球上，可以靠电解水来生成氧气，火星两极冰盖中和表土下蕴含的水冰可能可以作为氧气的来源。如果不愿消耗宝贵的水资源，我们也可以通过热解土壤或岩石中的过氧化物来达到目的。此外，让火星大气中的二氧化碳与氢气反应或直接将之电解也可以获得氧气。 非生物的方法简单直接，但它们对于生态系统的建立并没有多少帮助，而且执行起来往往要耗费巨大的能量，因此并不适合在制氧任务中担当主角。不过，它们仍是重要的辅助手段：在建立星球的生态系统时，如果我们希望尽早引入高效产氧的高等植物（高等植物的根系需要呼吸氧气，无法在无氧环境中生存），就可以利用非生物方法加速大气中氧气的原始积累。 火星上的日落。虽然火星上的日照强度远低于地球上的，但是太阳能在火星充氧初级阶段可能依然是主要的能量来源之一。
二、生物方法利用生物的光合作用制造氧气，难处在于要建立一整套生态系统。不过这套系统一旦成功，我们就获得了一个能够自我增殖的氧源。在火星这样几乎完全不含氧气的星球上，我们首先需要进行生态培育（Ecopoiesis），即创造一个不需要氧气的生态系统。在这个阶段中，参与生态培育的生物不仅要面对无氧环境，还必须忍受火星上严酷的自然环境，只有极少数极端生物（Extremophile）才有可能勉强生存下来。为了增加成功的机会，我们很有可能需要根据火星的条件，通过基因工程培育合适的生物先驱。最初的生态系统基本上是古细菌和蓝细菌之类的微生物的天下，这意味着我们可能很长一段时间无法“看”到殖民的进展。大规模水域是投放先锋物种的首选地点。这样的地点有许多优势，例如环境相对稳定、能够提供对宇宙辐射的防护、具有足够的空间供生物增殖扩张等。但是人类目前已知的火星地表地貌似并不存在这样的环境，因而处理起来会更棘手一些，或许需要其它地球化改造的协同配合。而随着星球表层环境的改善，我们就可以引入光合作用能力更强的高等植物了，当火星上裸露的陆地逐步被覆盖，大气条件也将变得越来越宜居了。 随着高等植物的引入，火星的环境至少是看上去越来越宜居了
理论上，我们应对火星地质、大气情况作出充分的了解之后，再通过精确复杂的计算，将氧气的源与汇进行统筹安排，一举完成任务——就像高明的演奏家拨动琴弦，将复杂的音符转变为悦耳的曲目那样。可是现实总是不完美的。我们缺乏对复杂系统的认识、缺乏足够强大的计算能力，更缺乏调控大型生态系统的经验。在实践之中，等待我们的一定是一条充满挫折与失败的道路。但无需气馁，因为人类是这样一个物种：我们会从自己的失败中汲取经验，然后再进一步地努力，争取走得更远。