Orbiter Mars Express bio je lansiran iz kozmodroma u Bajkonuru, u Kazahstanu, a u svemir ga je ponijela ruska raketa. Ukoliko sve protekne prema planu, letjelica bi trebala stići do Marsa neposredno pred Božić. Nakon ulaska u orbitu, od letjelice će se odvojiti manja sonda, nazvana Beagle 2 - prema svojedobnom brodu Beagle koji je na put u istraživanje porijekla vrsta poveo Charlesa Darwina, koja će sletjeti na površinu Marsa.
Automatizirana laboratorija koji se nalazi u sondi Beagle 2 analizirat će uzorke Marsova tla, tragajući za dokazima o postojanju vode. Istovremeno, iz orbitera će se snimati površina Marsa, kako bi se sačinila njegova precizna mapa, te mjeriti koncentracija vode u atmosferi. Orbiter raspolaže posebnim radarom koji može otkriti postojanje vode u tlu na dubini do dva kilometra.
Nedugo nakon Mars Expressa, tačnije u januaru 2004, do Crvenog planeta trebale bi stići još dvije američke letjelice s istim ciljem - odgovoriti na pitanje: "Ima li života na Marsu?"