Cele naukowe misji thumb|Łazik Curiosity (grafika) Eksperymenty wykonywane na powierzchni są skupione wokół następujących celów: ocena możliwości występowania potencjalnych warunków do życia w przeszłości, badanie możliwości utrzymania się życia organicznego na Marsie, wykonanie pomiarów meteorologicznych, poszukiwanie pierwiastków biogennych, badanie stopnia wilgotności gleby oraz poszukiwanie wody i związków mineralnych z nią związanych, pomiary widma wysokoenergetycznego promieniowania naturalnego, badanie składu skał i gleby, charakterystyka możliwych cyklów hydrologicznych.
Rakieta nośna MSL został wyniesiony przez dwustopniową rakietę Atlas V-541 dostarczoną przez firmę United Launch Alliance. Konfiguracja charakteryzuje się owiewką o średnicy 5 metrów, czterema rakietami pomocniczymi i jednym silnikiem w drugim stopniu. Dolny stopień jest napędzany dwuskładnikowym paliwem złożonym z kerozyny RP-1 (substancja palna) i ciekłego tlenu (utleniacz). Silnik drugiego stopnia jest zasilany ciekłym wodorem (paliwo) i ciekłym tlenem (utleniacz).
Przebieg misji thumb|Start rakiety Atlas V z sondą MSL thumb|Curiosity podczas fazy opadania z rozpostartym spadochronem. Zdjęcie wykonała z orbity sonda Mars Reconnaissance Orbiter