NASA omloppsbanans mission to Mars inledde augusti 2005. Under uppdraget omfattar två år primära vetenskap, som inleddes i November 2006, MRO kommer att göra vetenskap utredningar med en uppsättning instrument uppdrag för tre syften: globala mappningen, regionala prospektering och högupplösta inriktning på specifika platser på ytan. Mål inkluderar studera historien om vatten på Mars, analysera mineraler, spåra hur mycket damm och vatten distribueras i atmosfären och övervakning dagliga globala väder.