Сначала капсула с марсоходом войдет в атмосферу и будет тормозиться за счет трения, затем тепловой щит отстрелиться и часть скоростного спуска будет осуществляться с помощью парашюта, и на последнем этапе спускать аппарат будет "воздушный кран". Летающая платформа зависнет над поверхностью и спустит марсоход на металлических тросах. Как только аппарат устойчиво встанет на поверхность, тросы отстреляться, а платформа отлетит в сторону. Уже во время спуска аппарат начнет собирать информацию о состоянии атмосферы вокруг спускаемой капсулы.


За спуском MSL Curiosity будут следить орбитальные аппараты MRO и Mars Odyssey. В дальнейшем они же будут служить ретрансляционными станциями для данных, поступающих с нового марсохода.

Место для посадки выбрано не случайно. Кратер Гейла, диаметром около 160 км, благодаря своему географическому положению (координаты 4.6°S 137,2°E) и структуре увеличивает шансы обнаружения воды. Необычной особенностью кратера Гейла является огромная насыпь вокруг центрального пика. В огромной воронке хорошо просматриваются глубинные слои марсианского грунта, раскрывающие геологическую историю красной планеты.


На борту имеется три камеры (MastCam, MAHLI, MARDI) и четыре спектрометра: SAM (Sample Analysis at Mars), CheMin, ChemCam, APXS (Alpha-particle X-ray spectrometer). ChemCam с помощью лазерного луча способен испарять небольшие массы образцов на расстоянии до 9 метров от марсохода, что позволит с помощью датчиков определить стоит ли подъезжать к образцу поближе, чтобы изучить его тщательнее. Эти приборы будут искать "строительные кирпичики" жизни, а также исследуют минералогический и геологический состав марсианской поверхности.


Также на борту установлены приборы RAD и REMS для замера радиационного уровня и небольшая метеостанция. В задней части марсохода располагается российский прибор DAN - помимо всего прочего он способен обнаружить воду или лед (а вернее он ищет водород), который может залегать (в разных состояниях) под поверхностью.

Вместо солнечных батарей основным источником энергии для него будет радиоизотопный термоэлектрический генератор, который позволит проработать марсоходу до 14 лет. Наличие подобного источника питания позволит аппарату работать в любое время суток.