A Curiosity 2011. november 26-án startolt, a 2,5 milliárd dolláros összköltségű program egy marsi évig, csaknem két földi éven át tart. Napjainkban a Mars, amely másfélszer olyan távol van a Naptól, mint a Föld, hideg, száraz, savas pusztaság, ám a feltételezések szerint ez nem volt mindig így. A Curiosity fő feladata az lesz, hogy kiderítse, létezhettek-e valamikor a bolygón olyan feltételek, amelyek lehetővé tették a mikrobiális életformák kifejlődését. Ugyancsak vizsgálja majd a Mars légkörét és geológiáját.A tervek szerint a marsi egyenlítő környékén lévő, 155 kilométer átmérőjű Gale-kráterben landol, ez az egyik legmélyebben fekvő pont a vörös bolygón.

Leszállóhelyeként a kráter közepén magasodó öt kilométeres, rétegzett szerkezetű hegy környékét választották ki, ahol a vizes eredetet feltételező ásványok fordulnak elő. A marsjáró fedélzetén tíz műszer működik majd, közülük kettő a robotkarok által begyűjtött kőzetminták elemzését végzi.Az egytonnás Curiosity kétszer olyan hosszú és körülbelül ötször olyan nehéz, mint a korábbi marsi roverek bármelyike, ezért a landolás sokkal bonyolultabb, mint elődei esetében.

A számítások szerint a marsjáró hét perc alatt ér a légkör legfelsőbb rétegeiből a Mars felszínére, eközben a kezdeti óránkénti 21 ezer kilométeres sebességet nullára kell csökkenteni. A nagy sebesség és tömeg miatt a 4,5 méter átmérőjű hőpajzs 1600 Celsius fokra hevül. A hőpajzsos fékezés után a marsjáró óránként 1600 kilométerre lassul le, ekkor nyílik ki az ejtőernyő, amely 29 500 kilogrammot bír el, ez óránként 320 kilométerre lassítja le a marsjárót. A Curiosityt végül egy fékezőrakétákkal ellátott platform, a Skycrane ereszti a talajra. A művelet alatt 6,4 méteres kábeleken lóg, amelyek kioldódnak, amikor marsjáró elérte a felszínt. Ezután a rakétákkal hajtott platform távolabb repül, hogy ne csapódjon a marsjáróba.

A NASA tudósai valószínűleg csak később értesülnek arról, hogy sikeres volt-e a leszállás. Néhány napja meghibásodott ugyanis  a NASA Mars Odyssey űrszondájának helyzetstabilizáló műszere. Sikerült ugyan kijavítani a hibát, de az űrszonda közben új pályára állt, így nem látja a marsjáró hétperces manőverezését és leszállását.A Mars körül keringő két másik űrszonda ugyan nyomon követi a Curiosity érkezését, de az egyik későbbi lejátszáshoz gyűjti az adatokat, a másik pedig nem látja a landolás utolsó percét - magyarázta Doug McCuistion, a NASA Mars-kutató programjának a vezetője. Hozzátette: mindez nem befolyásolja a leszállást, mindössze késve érkeznek az adatok a Földre.