Технически речь о создании сети воздушных шаров, каждый из которых примерно в 15 м в диаметре, движущихся в стратосфере Земли на высоте около 20 км (гораздо выше высоты, на которой совершаются коммерческие полёты или происходят основные метеорологические явления). Распределение ветровых потоков на такой высоте почти не зависит от земных факторов и является стабильным, так что перемещая шар между потоками, можно достаточно уверенно управлять его перемещением относительно земной поверхности. Энергетическое обеспечение аппаратуры на шаре происходит полностью за счёт Солнца.

Использовать систему шаров Google Loon предполагается, установив пользователю специальную антенну, посредством которой выполняется соединение с приёмо-передающей аппаратурой шара на гражданских частотах 2.4 и 5.8 Ггц, открытых для использования кем бы то ни было.

Сложность инженерного решения можно объяснить следующими факторами: в стратосфере атмосферное давление составляет примерно 1% от давления на поверхности планеты, температура -50°C; из-за большей близости к космическому пространству уровень ультра-фиолетового излучения также гораздо выше обычных земных условий. Команда инженеров проекта, тем не менее, смогла найти приемлемые решения для создания надёжно функционирующих аппаратов и с завтрашнего дня должно начаться тестирование первой секции из 30 шаров в Новой Зеландии специально отобранной командой тестеров.