El Orbitador de Reconocimiento de Marte (MRO) será lanzado en agosto de 2005 por un vehículo de lanzamiento prescindible Atlas V 401 desde la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral, Estados Unidos. Enviará a la órbita de Marte una carga útil para realizar observaciones científicas de teleobservación, identificar y caracterizar sitios para futuros aterrizadores y proporcionar capacidad crítica de retransmisión de telecomunicaciones y navegación para misiones de seguimiento. La misión está diseñada para proporcionar observaciones globales, regionales y específicas desde una órbita baja de Marte de 255 km por 320 km con una hora solar media local de 3:00 PM (nodo ascendente). Durante la fase de ciencia primaria de un año marciano (687 días Terrestres), el orbitador adquirirá imágenes visuales e infrarrojas cercanas de alta resolución de la superficie del planeta, monitoreará el clima y el clima atmosférico y buscará en la corteza superior en busca de evidencia de agua. Una vez finalizada esta fase científica, el orbitador proporcionará apoyo de telecomunicaciones a las naves espaciales lanzadas a Marte en las oportunidades de 2007 y 2009. La misión principal termina el 31 de diciembre de 2010, aproximadamente 5,5 años después del lanzamiento.