Orbiter ma stworzyć mapę źródeł gazów atmosferycznych wiązanych z życiem, a zwłaszcza pojawiającego się na planecie metanu. Sonda ma ocenić, gdzie na powierzchni znajdują się źródła metanu i czy jego ilość zmienia się wraz z marsjańskimi porami roku. Pozwoli to ustalić, czy ten gaz ma pochodzenie geologiczne czy biologiczne. TGO będzie też zapewniał komunikację innym misjom z Ziemią.
W maju 2016 roku powiadomiono, że start drugiej części misji został przesunięty z roku 2018 na 2020.
W marcu 2022 roku, z powodu rosyjskiej inwazji na Ukrainę, projekt został zawieszony.
Orbiter i lądownik Misja ExoMars 2016 Trace Gas Orbiter (TGO) będzie obejmowała europejsko-rosyjską sondę przeznaczoną do badania zawartości metanu w atmosferze Marsa i przekazu danych z orbity i powierzchni, oraz europejski demonstrator lądowania Schiaparelli (wcześniej znany pod nazwą EDM – ExoMars Entry, Descent and Landing Demonstrator Module), który osadzi na powierzchni Marsa stację meteorologiczną.