Se trata de la prolongación natural de los actuales vehículos Spirit y Opportunity que investigan la superficie marciana. Su lanzamiento, inicialmente previsto para el 2008, ha sufrido varios aplazamientos, aunque posiblemente tendrá lugar en el otoño del 2011, con un costo total de 2.300 millones de dólares. El Mars Science Laboratory, si es lanzado dentro del plazo previsto, alcanzaría la superficie de Marte en marzo del año 2012 y sus principales objetivos científicos son: investigar la historia geológica del planeta rojo, la caracterización de las radiaciones que bombardean la superficie marciana y la evaluación de los recursos de agua y dióxido de carbono de ese planeta. Su propósito esencial será comprobar si las condiciones de Marte permitieron en el pasado, o si todavía lo permiten, la existencia de vida bacteriana, es decir, conocer la “habitabilidad de Marte”, tras el análisis de múltiples muestras de suelos y rocas. El descenso del vehículo-laboratorio se efectuará con paracaídas especial, dentro de una superficie delimitada previamente de un diámetro de 20 kilómetros y, una vez sobre la superficie podrá vencer obstáculos de más de 75 cm de altura y poseerá una velocidad de desplazamiento de hasta 1,5 metros por minuto. Su dotación energética radioisotópica será suficiente para mantenerlo más de un año marciano (687 días terrestres)