Kunstig tyngdekraftRediger
Cylindrene roterer for at give kunstig tyngdekraft på deres indre overflade. Ved den radius, som O’Neill beskriver, ville habitaterne skulle rotere omkring otteogtyve gange i timen for at simulere en standard tyngdekraft på Jorden; en vinkelhastighed på 2,8 grader i sekundet. Forskning om menneskelige faktorer i roterende referencerammer viser, at ved så lave rotationshastigheder vil kun få mennesker opleve køresyge på grund af de corioliskræfter, der virker på det indre øre. Mennesker vil imidlertid være i stand til at registrere drejende og moddrejende retninger ved at dreje hovedet, og eventuelle tabte genstande vil tilsyneladende blive afbøjet nogle få centimeter. Den centrale akse af habitatet ville være et område uden tyngdekraft, og det var tanken, at der kunne placeres rekreative faciliteter der.
Atmosfære og strålingRediger
Habitatet var planlagt til at have ilt ved et partialtryk, der nogenlunde svarer til jordluft, 20 % af lufttrykket på havniveau på Jorden. Nitrogen ville også blive inkluderet for at tilføje yderligere 30% af Jordens tryk. Denne halvtryksatmosfære ville spare gas og reducere den nødvendige styrke og tykkelse af habitatets vægge.
I denne skala giver luften i cylinderen og cylinderens skal tilstrækkelig afskærmning mod kosmisk stråling. Det indre volumen af en O’Neill-cylinder er stort nok til at understøtte sine egne små vejrsystemer, som kan manipuleres ved at ændre den indre atmosfæriske sammensætning eller mængden af reflekteret sollys.
SollysRediger
Store spejle er hængslet på bagsiden af hver stribe af vinduer. Den udhængtes kant af vinduerne peger mod solen. Formålet med spejlene er at reflektere sollyset ind i cylinderne gennem vinduerne. Natten simuleres ved at åbne spejlene og lade vinduet se det tomme rum; dette giver også mulighed for at varme kan stråle ud i rummet. Om dagen ser det ud til, at den reflekterede sol bevæger sig i takt med, at spejlene bevæger sig, hvilket skaber en naturlig udvikling af solens vinkler. Selv om det ikke er synligt for det blotte øje, kan man se, at solens billede roterer som følge af cylinderens rotation. Lyset, der reflekteres af spejle, er polariseret, hvilket kan forvirre bestøvende bier.
For at give lys adgang til levestedet er der store vinduer langs hele cylinderen. Disse vil ikke være enkeltruder, men vil være sammensat af mange små sektioner for at undgå katastrofale skader, og således at vinduesrammerne af aluminium eller stål kan tage det meste af belastningen fra lufttrykket i habitatet. Af og til kan en meteoroid ødelægge en af disse ruder. Dette ville medføre et vist tab af atmosfære, men beregninger viste, at dette ikke ville være en nødsituation på grund af habitatets meget store volumen.
HoldningskontrolRediger
Habitatet og dets spejle skal hele tiden være rettet mod solen for at opsamle solenergi og oplyse habitatets indre. O’Neill og hans studerende har omhyggeligt udarbejdet en metode til kontinuerligt at dreje kolonien 360 grader pr. kredsløb uden at bruge raketter (som ville kaste reaktionsmasse af sig).For det første kan parret af habitater rulles ved at betjene cylindrene som momentumhjul. Hvis den ene habitats rotation er lidt forkert, vil de to cylindre rotere om hinanden. Når det plan, der dannes af de to rotationsakser, er vinkelret på rulleaksen i forhold til kredsløbet, kan cylinderparret drejes til at sigte mod Solen ved at udøve en kraft mellem de to solorienterede lejer. Hvis cylinderne skubbes væk fra hinanden, vil begge cylindre blive gyroskopisk præcesseret, og systemet vil gabe i den ene retning, mens hvis de skubbes mod hinanden, vil de gabe i den anden retning. De modsat roterende habitater har ingen gyroskopisk nettoeffekt, og derfor kan denne svage præcession fortsætte i hele habitatens bane og holde den rettet mod solen. Dette er en ny anvendelse af gyroskoper med kontrolmoment.