Ako sve bude išlo po planu, letjelica bi trebala sletjeti na marsovske arktičke ravnice 25. maja 2008. godine, što i nije tako jednostavno kad se uzme u obzir da je od 15 pokušaja slijetanja letjelica na Mars uspjelo tek njih pet.
Phoenix će provesti tri mjeseca skupljajući i analizirajući uzorke tla i leda sa površine Marsa. Zadaća Phoenixa nije tražiti tragove života već tragove organskih jedninjenja, što bi otvorilo mogućnost postojanja uslova pogodnih za život –danas ili nekad u prošlosti.
Ukoliko postoje takva jedinjenja, najveća je vjerovatnost da su ona sačuvana u ledu i zbog toga je NASA ovaj projekat usmjerila upravo na sjeverna područja Crvene planete. Postojanje tih tragova ujedno otvara i mogućnost da se jednog dana ostvari i misija slijetanja čovjeka na Mars.
Ukoliko Phoenix ne uspije sletjeti sigurno, 420 miliona dolara uloženih u ovaj svemirski istraživački projekat će pasti u vodu, mada naučnici tvrde da su testirane sve moguće varijante slijetanja i moguće greške i opasnosti te da očekuju da će misija uspjeti.