Da auf anderen Himmelskörpern lebensfeindliche Bedingungen herrschen, sind künstliche Heimstätten zumindest in den Anfangsphasen der Besiedelung unverzichtbar. In Anbetracht der biologischen Erfordernisse von Pflanzen und Tieren und der zur Verfügung stehenden begrenzten Ressourcen erscheint es
natürlich, dass eine Reihe von fortschrittlichen High-Tech Entwicklungen notwendig sein werden, um das Überleben der ersten Siedler sicherzustellen. Hierzu gehören u.a.
piezoelektrische Kunststoffmembranen für die Außenhüllen, mit denen sich mit Hilfe des Windes auf dem Mars Elektrizität erzeugen lässt; und eine weitere Schicht, die Strahlung auffängt, oder auch die Errichtung ganzer
Städte unter Verwendung von Aerogel-Leichtbauteilen anstatt starrer Kuppeln. Während des Experiments
Biosphäre II wurden etwa 80% der Nahrungsmittel aus vor Ort angebauten Pflanzen gewonnen. Dieser
Prozentsatz muss bei Langzeitexpeditionen beträchtlich gesteigert werden.

Eine Langzeitvision einer Biosphäre ist die sogenannte "Dyson-Sphäre", die erstmals 1959 für eine fortschrittliche Zivilisation vorgeschlagen wurde, die ihre gesamte Energie von der Sonne beziehen soll. Es ist eine künstliche Kugel von der Größe einer Planetenumlaufbahn. Das Gebilde wäre von Sonnenkollektoren für Wohnstätten rings um das Zentralgestirn umhüllt, so dass sämtliche oder zumindest eine beträchtliche Menge Energie auf die Kollektorenoberfläche trifft, wo sie genutzt werden kann. So würde ein riesiger Lebensraum geschaffen und eine enorme Energiemenge gesammelt. Eine andere Version der Dyson-Sphäre ist eine "Ringwelt" (so lautet auch der Titel eines Romans von Larry Niven), bei der es sich um ein Band von Materie in der Bahnebene eines Planeten handelt, das weniger Material erfordern würde, obwohl die mechanische Beanspruchung größer wäre.

Der SF-Roman "Roter Mars" (engl. "Red Mars") von Kim Stanley Robinson nennt den Regolith (Geröllschicht) als ein Beispiel für eine Biosphäre. Die ersten Unterkünfte waren einfache tonnenförmig gewölbte Kammern, die mit 10 m Regolith in Sandsäcken abgedeckt wurden, um die Strahlung abzuhalten und einen Innenluftdruck von 450 m bar zu ermöglichen. Das Baumaterial wurde aus dem hergestellt, was an Ort und Stelle verfügbar war. Backsteine z.B. wurden aus dem Lehm und Schwefel im Regolith gefertigt. Später hat man anspruchsvollere Materialien und Bauteile verwendet. Der Roman "Red Mars" enthält nicht allzu viele Einzelheiten über den Aufbau der Biosphären, aber es gibt andere SF-Romane und -Filme, die Biosphären/Ökosysteme als Hauptthema haben. In "SilentRunning" (1971) z.B. kümmert sich die Hauptperson Lowell Freeman um Pflanzen in riesigen Gewächshäusern. Auf der Erde gibt es schon lange keine Bäume mehr. Als von dort der Befehl kommt, die Gewächshäuser zu zerstören, kann er ihn nicht ausführen, ebensowenig aber kann er seine drei Gefährten dazu zu überreden, ihm zu helfen, die Pflanzen zu retten, daher trifft er andere "Vorkehrungen". Die Fernsehserie "Starlost" (1973) handelte von Menschen, die über Generationen in Raumschiffen lebten, bis sie vergessen hatten, dass sie sich in einem Raumschiff befanden. Außer der Mars-Trilogie hat Kim Stanley Robinson auch "Icehinge" und "Antarktika" (engl. "Antarctica") geschrieben -in beiden kommen geschlossene Biosysteme als wichtiges Element vor.

Ein in Cornwall (England) laufendes ehrgeiziges Experiment ist vielleicht der irdische Vorläufer einer Biosphäre im Weltall. Das Eden-Projekt besteht aus mehreren "Biome" genannten Kuppeln, die riesige, speziell konstruierte Gewächshäuser sind, in denen zahlreiche Pflanzen gezüchtet werden.

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