为了实现这一伟大愿景，“梦想”号要具备远超一般科考船的极强性能。这艘总吨33000，长179.8米，宽32.8米，排水量42600吨的庞然大物，不仅续航力达到了15000海里，更是拥有11000米深的钻探能力。同时，它能够满足定员180人的日常需求月光神杯，连续在海上工作120天。“梦想”号的海况适应能力也很强，不仅具备全球海域无限航区作业能力，还能抵御16级的超强台风。
“梦想”号有着几组特殊的推进器：3个尾部全回转推进器+3个首部可伸缩式推进器+1个首侧推进器。尾部全回转推进器就像汽车的后驱，可以让水里的大船如汽车行驶一般灵活，甚至能够做到原地打转。首部可伸缩式推进器相当于汽车的前驱，可以在必要时伸出，帮助大船在恶劣的天气和海况下稳稳地停靠在一个地方。首侧推进器设计在船头，它可以在船体靠近码头时伸出来，帮助大船平稳地靠岸或者离开月光神杯，相当于给汽车多加了一个横向的“侧驱”，以保证在泊位空间有限的情况下也能够轻松进出码头。像这种几万吨重的大家伙，一般都需要小拖船帮忙拖进拖出码头，而“梦想”号却像一辆拥有“蟹行模式”的汽车，依靠自身的动力就可以实现停进或开出码头的泊位。
“梦想”号采用长首楼船型，在舯部区域建有月池，形状非常引人瞩目。这是一个新型连体式双月池，既可以满足4种钻探模式的作业条件，又比传统单月池减少了航行阻力。月池正上方配备有全球最先进的新一代液压举升钻机，装机功率小、能耗低，而且钻探效率高、补偿能力强、响应速度快，可显著提高综合钻探能力。月池后方是管子堆场，与多功能共享猫道相组合。猫道是钻井作业中的一个重要设施，主要用于从钻台起放管材和钻井工具，以便作业人员可以在安全的环境下进行提放钻采工具的操作。
舯部前面区域是总面积超过3000平方米的船载实验室，可满足九大功能的实验需求。配置了国际首个船载岩心自动传输系统，从海底采集到的岩心样品可实现从钻台到出库转运的无缝衔接。除了固定的九大功能实验室，其顶部的主甲板上还建有可拆式模块化堆场。该堆场主要用于交接和保管集装箱，这些集装箱可以是一个个专门的实验室，可大幅扩展船载实验室的功能。该堆场与管子堆场相结合，能轻松实现不同堆场的多功能组合和切换。