Den 12. august 2005 opsendte en Atlas-401-raket marssonden Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) fra Cape Canaveral. MRO har brugt atmosfæreopbremsning (eng. “aerobraking”) for at komme i bane om Mars. Denne manøvre tog 6 måneder efter ankomsten til Mars den 10. marts 2006. MRO er nu i en polær bane i 300 kilometers højde over overfalden. Banen har bragt MRO hen over hele marsoverfladen.
MRO er udrustet med en række forskellige instrumenter:
MARCI (MARs Color Imager) skal overvåge vejret på Mars og ændringer på marsoverfalden.
MCS (Mars Climate Sounder) skal måle temperaturer og fordelingen af støv og vanddamp i atmosfæren.
CRISM (Compact Reconnaissance Imagning Spectrometer for Mars) skal måle spektret i det synlige og nærinfrarøde område for at bestemme sammensætningen af marsoverfladen.
CTX (Context Imager) og HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) skal lave billeder af overfladen med høj opløsning. CTX skal tage billeder med en opløsning svarende til de hidtil bedste billeder i strimler på 30 kilometers bredde. HIRISE vil så tage højopløsningsbilleder af de midterste 6 kilometer.
SHARAD (SHAllow Subsurface RADar) skal give oplysninger om forholdene i den øverste kilometer af marsoverfladen.