2009年，美国国家航空航天局公布了新一代的火星探索计画，并制定了四大战略目标：确定火星上是否曾经存在过生命，描述火星的气候特徵，描述火星的地质特徵，为载人探测做準备。“火星科学实验室”是这个探索计画中的重要组成部分，而大名鼎鼎的“好奇号”火星车就是该探索计画中的主要火星探测器。作为迄今为止最庞大、最複杂、最先进、最昂贵的火星探测计画，“火星科学实验室”将为美国21世纪实现载人登入火星计画验证关键的支撑技术。

“火星科学实验室”有8项科学探测目标：确定有机碳複合物的特性和储量；探测构建生命物质的含量，如碳、氢、氮、氧、磷和硫；研究生物学效应的特点；探索火星表面的化学、同位素、矿物质複合物和火星近表面的地质情况；解释火星岩石和土壤形成和变化的过程；分析火星大气长期(40亿年)以来的演变过程；确定目前火星上水和二氧化碳的状态、分布和循环情况；研究火星表面辐射的光谱特徵，包括银河宇宙射线、太阳质子事件和次级中子等。

“好奇”漫游车的计画工作时间为1个火星年(687个地球日)，探测目的是挖掘火星土壤、钻取火星岩石粉末，对岩石样本进行分析，探测火星过去或现在是否具有支持微生物生存的环境，从而确定火星是否具有可居住性。

探测器由巡航级，进入、下降和着陆(EDL)系统以及漫游车3部分组成。 整个探测器直径4.5m，高3m。

由于探测器在火星上的着陆质量较大，“火星科学实验室”採用一种被称为“空中吊车”的新型EDL系统，使探测器的着陆範围直径为20km左右。

“好奇”漫游车为6轮结构，尺寸为3.0m×2.7m×2.2m，质量约为899kg(其中包括75kg的科学仪器)。2个前轮和2个后轮分别具有独立的转向发动机，使漫游车能够原地转弯360°。漫游车沿用了以往的“索杰纳”、“机遇”、“勇气”漫游车的结构，在翻越多岩石的不平整表面时具有较高稳定性。漫游车能够翻越约65～75em高的障碍物，越过直径约为50cm的坑，在平整坚硬的地面上行驶的最高速度为4cm/s，每天在火星表面累计行驶200m，预计总行驶距离约为20km。

“好奇”漫游车的机械臂有3个关节，包括肩、肘和腕，能像人类手臂那样进行伸展、弯曲和定位，可以完成拍摄图像、打磨岩石、分析岩石和土壤组成等多种任务。

“好奇”漫游车的计算机系统安装在“漫游车计算模组”中，记忆体为256MByte，快闪记忆体为2GByte。

有效载荷：降轨成像仪，大气色谱仪，质谱仪，可调雷射质谱仪，X射线衍射镜，萤光设备，手持透镜成像仪，阿尔法粒子X射线分光仪，桅桿相机，雷射感应遥感化学微成像仪(雷射脉冲蒸发10m远的目标材料，光谱仪望远镜确认受激原子)，辐射评估探测器，环境监测站，中子动力反射仪器，带桅桿的立体导航相机，防灾相机，样品採集/準备处理系统。

“好奇”漫游车採用波音公司製造“多任务放射性同位素热电发生器” (MMRTG)来提供能量，任务初期的功率为125W，14年后功率降为100W。MMRTG的最短寿命为14年。

“好奇”漫游车通过3副天线进行通信。任务期间，漫游车主要通过l副UHF天线与其他火星轨道器进行通信。漫游车每天与地球通信2次，由NASA的“火星奥德赛”轨道器进行主要的数据中继和记录。NASA的“火星勘测轨道器”和ESA的“火星快车”也可以作为备份轨道器进行数据中继服务。除UHF天线外，“好奇”漫游车还使用1副低增益天线和1副高增益天线直接与地球进行X频段通信。“好奇”漫游车携带的有效载荷见下表。

“火星科学实验室”的关键技术主要体现在以下四个方面。首先，可拼接扩展的隔热设计：“火星科学实验室”的隔热罩使用了一种名为“酚醛树脂浸渍碳烧蚀体”(PICA)的材料。与以往火星着陆器的隔热罩相比，新型隔热罩不仅可拼接扩展，而且可承受更加苛刻的进入环境。其次，安全準确的着陆方式：这种新型的进入、下降与着陆系统的最大亮点在于能将着陆器的着陆精度由150千米提高到20千米。第三，灵活稳定的供电能力：它採用了波音公司製造的“多任务放射性同位素热电发生器”供电，可避免太阳能供电因火星表面气候条件恶劣影响任务完成质量等问题的发生。第四，自主快速的通信能力。