Der Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) wird im August 2005 von einem Atlas V 401 Expendable Launch Vehicle von der Cape Canaveral Air Force Station, USA, gestartet. Es wird eine Nutzlast in die Marsumlaufbahn liefern, um Fernerkundungsbeobachtungen durchzuführen, Standorte für zukünftige Lander zu identifizieren und zu charakterisieren und kritische Telekommunikations- / Navigationsrelaisfunktionen für Folgemissionen bereitzustellen. Die Mission soll globale, regionale Vermessungen und gezielte Beobachtungen aus einer niedrigen Marsumlaufbahn von 255 km x 320 km mit einer lokalen mittleren Sonnenzeit von 3:00 PM (aufsteigender Knoten) ermöglichen. Während der Primary-Science-Phase von einem Marsjahr (687 Erdentage) wird der Orbiter hochauflösende visuelle und Nahinfrarotbilder der Planetenoberfläche aufnehmen, atmosphärisches Wetter und Klima überwachen und die obere Kruste nach Beweisen für Wasser durchsuchen. Nach Abschluss dieser wissenschaftlichen Phase wird der Orbiter Telekommunikationsunterstützung für Raumfahrzeuge leisten, die in den Jahren 2007 und 2009 zum Mars gestartet sind. Die primäre Mission endet am 31.Dezember 2010, etwa 5,5 Jahre nach dem Start.