L'instrument est conçu pour permettre des estimations de concentration atmosphérique en CO2, afin d'en déduire les flux de carbone entre les zones étudiées, au cours des saisons (en fonction du cycle végétal mais également de la variation de la température des océans) sur un temps long (pour la prise en compte du changement climatique).
Plus précisément, il va étudier la lumière du soleil qui traverse l'atmosphère pour être ensuite réfléchie par le sol et revenir vers le satellite. Cette lumière va être décomposée et le spectre va permettre d'obtenir une estimation de la concentration de CO2 sur la portion étudiée. MicroCarb repose sur un spectromètre à réseau qui permet des mesures à très haute résolution spectrale dans le proche et moyen infra-rouge (rayonnement solaire réfléchi). Les mesures couvrent quatre bandes spectrales et visent des bandes d'absorption de l'O2 (autour de 760 nm et 1270 nm) et du CO2 (autour de 1600 nm, et 2040 nm). Les principaux modes d'acquisition (nadir au-dessus des terres et dans la direction spéculaire au-dessus des océans) permettront d'atteindre une résolution spatiale d'environ 5 x 8 km2. L'instrument est équipé d'un miroir à changement de visée, ce qui permet d'autres modes d'acquisition afin de cibler des régions/cibles présentant un intérêt particulier.
Comme le précise François-Marie Bréon, climatologue CEA au LSCE et responsable scientifique de la mission, les émissions de chaque pays sont déjà connues. Les villes émettent plus que les zones rurales. Cependant, l'absorption du carbone, notamment dans les forêts, varie beaucoup d'une année à l'autre, sans que nous en connaissions les causes. Il est donc nécessaire d'améliorer notre compréhension du cycle naturel du carbone ainsi que de l'ensemble des puits de carbone qui limitent l'augmentation des gaz à effet de serre et du changement climatique.
Les données sur le CO2 seront analysées par les équipes du LSCE pendant les prochaines années. Financé dans le cadre du PIA, le projet MicroCarb, piloté par le CNES se fait en partenariat avec les laboratoires de l'Institut Pierre-Simon Laplace, en particulier le LSCE et le LMD (Laboratoire de météorologie dynamique) et avec l'UKSA (agence spatiale du Royaume-Uni). Il mobilise des industriels français et européens, notamment Thales Alenia Space au Royaume-Unis, Airbus ou Capgemini.