Die Erkenntnisse bisheriger Marsmissionen lassen den Schluss zu, dass der Mars vor einer Klimaveränderung vor etwa 3,5 Milliarden Jahren ein warmer und feuchter Planet war. Mars Express gibt durch globale Erkundung aus dem Orbit Aufschluss über die Klimageschichte des Roten Planeten und soll die Rolle und den Verbleib von Wasser klären. Man erhofft sich im Rahmen der vergleichenden Planetologie Parallelen zur Erde herstellen zu können, die zum Beispiel genauere Aussagen über die langfristige Entwicklung unseres Planeten möglich machen würden.

Aufgaben des Mars Express-Orbiters:

• die Marsoberfläche global, hochauflösend topographisch und morphologisch kartieren und das mit einer Nominalauflösung von zehn Metern in allen drei Dimensionen, sowie Teleaufnahmen bis zu zwei Meter Auflösung
• eine geologische und mineralogische Kartierung durch Vielfarbenaufnahmen erstellen
• die atmosphärischen Vorgänge und Zusammensetzung analysieren
• die Untergrundstruktur (insbesondere auf Permafrost) untersuchen
• die Wechselwirkung der Planetenoberfläche mit der Atmosphäre erforschen
• die Wechselwirkung der Atmosphäre mit dem interplanetaren Medium untersuchen

Der Beagle 2-Lander sollte:

• die Meteorologie und Klimatologie des Planeten untersuchen
• die Geologie, Mineralogie und Geochemie am Landeplatz erforschen
• die physikalische Eigenschaften der Atmosphäre und der Oberflächenschichten analysieren
• nach Spuren von Leben (Exobiologie) suchen

Beagle 2 sollte Ende 2003 auf der Marsoberfläche landen. Der Lander gilt als verloren, nachdem er keinen Funkkontakt zum Orbiter oder zu Radioteleskopen auf der Erde herstellen konnte.