A Mars Science Laboratory (MSL) nevű NASA küldetés célja, hogy eljuttassa a Marsra a Curiosity nevű marsjárót. Az űrszonda 2011. november 26-án indult egy 541-es Atlas–5 rakétával és 44 perccel később már bolygóközi pályán volt. Nyolc és fél hónap alatt érte el a Marsot, és 2012.08.06 magyar idő szerint 7:17-kor landolt. A tervek szerint egy marsi évig (23 földi hónap) üzemel. A Mars felszínén kémiai és biológiai vizsgálatokat végez, feladata a marsi élet keresése, a bolygó légkörének és geológiájának tanulmányozása, valamint az emberes Mars-repülések előkészítése.
A leszállás előtt kilenc és fél órával (2012. augusztus 5-én 22 óra, CET) 133 000 km-re volt a Mars felszínétől. Távolsága a Földtől 247 millió kilométer (a bolygó közeledik a felső együttálláshoz). A megtett pályaív hossza: 566 millió kilométer (rövidebb a Hohmann-ellipszisnél).
Az űrszonda elődeinél lényegesen pontosabban, 10 kilométer átmérőjű ellipszisen belül szállt le (a korábbi Mars-küldetéseknél ennek mérete 150 km nagyságrendű volt). A nagy sebesség és tömeg miatt 4,5 m átmérőjű hőpajzsos fékezés után kb. 1600 km/h-ra lassulva kinyílt a szuperszonikus ejtőernyő. Legvégül az égi-daru-nak nevezett berendezés fékezőrakétákkal tovább lassította a szondát és puhán letette a Mars felszínére. Az égi-daru egy fékezőrakétákkal ellátott platform, melyen a marsjáró kábeleken lógott, és amikor a felszínt elérte, akkor a kábelek leoldása után, kicsit odébb repülve a felszínbe csapódott. A módszer kockázata volt, hogy a rover a kerekeivel éri el először a felszínt, és ha a leszállás keményre sikerül, a futómű megsérülhetett volna.
A leszállás sikeres volt, az első képek a felszínről perceken belül megérkeztek. A NASA irányítócsoport nagy lelkesedéssel fogadta, hogy Curiosity csak mintegy 2,4 km távolságra ért talajt a tervezett 20 km x 7 km-es ellipszis középpontjától, ami egy 563 millió kilométeres utazás után történt.
