材料实验炉由2个部分组成--加热炉单元和样品管理单元。整个结构非常类似于左轮手枪，加热炉单元具有一个直径18毫米的炉膛，像是左轮手枪的"枪管"，这个枪管中最高可加热到950℃的高温，空间材料的制备和处理就是在这个高温"枪管"中完成的。通过控制"枪管"中的温度，可实现材料的熔化和凝固，从而在空间微重力条件下制备出地面难以合成的高质量材料。

样品管理仓类似于左轮手枪的"弹夹"，它一次能够装6颗"子弹"，即能够完成六种材料样品的高温制备和处理。当其中某个样品需要进行生长时，就将该样品的料舱对准"枪管"并慢慢将"子弹"推进"枪管"中，然后枪管加热到高温，按预定工艺实现这个工位所装样品的生长。这套装置的提拉速度，也就是"子弹"在"枪管"中的运动速度，可以控制在每小时0.5毫米到100毫米，最大的移动距离是178毫米。以这种形式完成一个样品的高温实验后，可以把该样品退回到它所在的"弹夹"中，然后如左轮手枪那样，转动弹夹使得第二个样品料舱到位并将样品送进"枪管"中进行实验，这样可依次完成6个料舱中的样品实验。

"材料电控箱"是这套装置的"大脑"，由许多的元器件及集成电路构成，而这些构件又可以看作是"脑细胞"，也分别具有不同的功能。"材料电控箱"不但控制着材料实验炉的所有功能和动作，还负责与外界的信息传输和交流，实验装置的供电、实验数据向地面的传输均是通过这个"大脑"与平台的联系来完成的。

"材料样品工具袋"，顾名思义，就是用来装材料样品的，内装有12只安瓿(安瓿是一种密封的样品管)，内含需要制备或测试的材料。