สำหรับมาร์สเอกซ์พลอเรชันโรเวอร์ นาซาใช้ระบบการลงจอดแบบเดียวกับที่ใช้ในยานมาร์สพาทไฟน์เดอร์ คือใช้ร่มชูชีพและถุงลมเพื่อชะลอความเร็วของยานขณะลงสู่พื้นผิวดาวอังคารเพื่อหลีกเลี่ยงการพุ่งชน รถหกล้อทั้งสองคันจะลงในตำแหน่งที่ห่างไกลจากกัน และใช้เวลาราว 3 เดือนเพื่อเก็บตัวอย่างดิน โดยเดินทางไปบนดาวอังคารด้วยพลังขับเคลื่อนจากแสงอาทิตย์ นอกจากนี้ยังมีกล้องถ่ายภาพที่สามารถถ่ายภาพสี และอุปกรณ์สำหรับขุดดินบนดาวอังคาร
ข้อมูลจากรถสำรวจทั้งสองจะถูกส่งขึ้นไปในรูปของสัญญาณวิทยุไปยังยานมาร์สโกลบัลเซอร์เวเยอร์และยานมาร์สโอดิสซีย์ที่ทำหน้าที่เป็นดาวเทียมโคจรอยู่รอบดาวอังคารในขณะนี้ และส่งต่อมายังโลกเพื่อให้นักวิทยาศาสตร์กำหนดเส้นทางเดินของรถสำรวจทั้งสองในวันต่อๆ ไป คาดว่ารถ 2 คันนี้จะสำรวจพื้นที่รอบๆ จุดลงจอดและออกเดินทางเป็นระยะทางราว 500 เมตรบนพื้นผิวดาวอังคารตลอดภารกิจ
ก่อนหน้านี้ เราได้ข้อมูลดาวอังคารเป็นจำนวนมากจากยานอวกาศสองลำที่โคจรอยู่รอบดาวอังคาร ซึ่งได้เผยให้เห็นสภาพภูมิประเทศและองค์ประกอบบนพื้นผิวด้วยความละเอียดสูงอย่างไม่เคยมีมาก่อน รวมทั้งแสดงให้เห็นหุบเขา ที่ราบสูงชัน ร่องธาร และร่องรอยต่างๆ ที่ดูคล้ายภูมิประเทศบนโลก ภาพถ่ายความละเอียดสูงจากยานอวกาศสองลำที่โคจรรอบดาวอังคารในขณะนี้ยังแสดงให้นักวิทยาศาสตร์เห็นว่าหินบนดาวอังคารแบ่งเป็นชั้นๆ ซึ่งดูเหมือนเป็นชั้นของตะกอนที่ถูกกัดเซาะโดยน้ำ หลายคนเชื่อว่าในอดีตดาวอังคารมีบรรยากาศที่หนาแน่นพอที่จะกักความร้อนไว้และทำให้เกิดน้ำบนพื้นดิน หุบเขาขนาดใหญ่หลายแห่งและบริเวณที่ดูเหมือนถูกกัดเซาะนี้น่าจะเกิดขึ้นในช่วงเวลาดังกล่าว นักดาราศาสตร์หวังว่ายานที่ส่งไปยังดาวอังคารทั้งหมดจะช่วยให้เรามีข้อมูลที่ชัดเจนและเข้าใจสภาพทางภูมิศาสตร์ ธรณีวิทยา การมีอยู่ของน้ำ และวิวัฒนาการบนดาวอังคารได้ดียิ่งขึ้น