[9]​[10]​ Titán es un objetivo de astrobiología prioritario en el sistema solar, ya que su superficie contiene una abundante química compleja rica en carbono y porque puede existir tanto agua líquida como hidrocarburos líquidos en su superficie, formando posiblemente un caldo primigenio.

Las áreas de particular interés son los sitios donde hay agua líquida derretida por impactos o posibles flujos criovolcánicos, pudiendo haber interactuado con los abundantes compuestos orgánicos.

[14]​ Dragonfly será un módulo de aterrizaje tipo dron, muy parecido a un gran cuadricóptero con rotores dobles, un octocóptero.

El dron podrá viajar diez kilómetros con cada carga de batería y permanecer en el aire durante media hora cada vez.

El vehículo utilizará sensores para explorar nuevos objetivos científicos y luego volverá al sitio original hasta que los controladores de la misión aprueben desde la Tierra nuevos destinos de aterrizaje.

La nave se comunicará directamente con la Tierra con una antena de alto espectro.

[21]​ La sonda no podrá utilizar a Júpiter para valerse de su gravedad y acelerar, ya que el planeta no estará a lo largo de su trayectoria en ese momento.

El escudo aéreo se basa en el de la sonda Genesis, y el escudo térmico PICA es similar al diseño del Curiosity y Perseverance, el cual protegerá la nave espacial durante los primeros 6 minutos de su descenso.

Durante los 20 minutos en el descenso inicial, el módulo de aterrizaje estará preparado para la separación.

Dragonfly debería aterrizar teóricamente en unas dunas al sureste del cráter Selk, en los límites de una región oscura llamada Shangri-La.

[27]​ Las mediciones infrarrojas y otros espectros realizados por la sonda Cassini muestran que el terreno adyacente exhibe un brillo que sugiere diferencias en la estructura o composición térmica, posiblemente causada por criovulcanismo generado por el impacto, consistente en un manto de material eyectado, que sería ahora agua helada.