它的兩個前輪和兩個後輪分別具有獨立的轉向發動機，因此“好奇”號能夠原地轉彎360度。它可越過直徑約為50厘米的坑，翻越約65～75厘米高的障礙物，在平整堅硬的地麵上行駛的最高速度為4厘米／秒，每天在火星表麵累計行駛200米，總行駛範圍約為20千米。“勇氣”號和“機遇”號常常被稱作是“野外地質學家”，個頭更大的“好奇”號就像是一位在火星上工作的“化學家”，能夠幹更多活兒，機動性也更高，能夠在坡度為60度的斜坡上正常行駛。“好奇”號的輪子直徑為50厘米，是目前在火星上工作的“勇氣”號和“機遇”號的兩倍，所以能夠比較容易地操控自己在火星上漫遊，漫遊的距離也更遠。因為它的登陸區域更加準確，所以有可能在一個相當安全的地方著陸，然後艱苦跋涉，前往更加危險的地區。
其電源也有質的飛躍，采用了波音公司製造的“多任務放射性同位素電熱發生器”，因而可大大增加“好奇”號的行程和使用壽命，避免太陽電池陣被火星塵土覆蓋而影響發電效率，從而提高了開展實驗活動（如鑽探）的能力以及在火星表麵工作的時間。“多任務放射性同位素電熱發生器”是在傳統的“放射性同位素熱電發生器”技術基礎上開發的一種靈活、便攜的能源係統。
“放射性同位素熱電發生器”是把鈈一238自然衰變產生的熱量轉化為電能，可全天候、全天時地為“好奇”號連續提供電能，而多餘的熱量通過管道保持係統溫度，為操作漫遊車和科學儀器節省一部分電能。它曾經成功用於1976年發射的“海盜”1號和2號火星著陸器以及“伽利略”木星探測器、“卡西尼”土星探測器和“新地平線”冥王星探測器。
“多任務放射性同位素電熱發生器”更先進，最短壽命為14年。它具有很高的安全性，在發生撞擊或偶然再八時可保證空間探測器的安全；能使火星車具有熱穩定性，讓車上的儀器、計算機和通信係統等都保持一定的運行溫度；可提高火星車的移動性、操作靈活性和有效載荷的性能；使空間探測器和任務設計更具靈活性，從而優化空間探測器的尺寸和重量。在任務初期，“多任務放射性同位素電熱發生器”的功率為125瓦，14年之後為100瓦。為“好奇”號火星車提供電力的核電源係統每天產生2.5千瓦小時電能，為“勇氣”號提供電力的太陽電池係統每天產生的電能僅為0.6千瓦小時。
“好奇”號主要利用一根特高頻天線通過美國“火星勘察軌道器”或“奧德賽”火星軌道器以及歐洲航天局的“火星快車”進行數據中繼，每天與地球通信兩次，每次通信時間為15分鍾左右。它還使用一根低增益天線和一根高增益天線與地球進行x頻段的直接通信。
其機械臂的主體結構由鈦合金製成，約2 3米長，非常靈活，有5個自由度和3個關節，包括肩、肘和腕。每個關節都裝有熱控裝置以抵禦寒冷，能夠像人類手臂那樣進行伸展、彎曲和定位，可以完成拍攝圖像、打磨岩石、分析岩石和土壤組成等多種任務。它的主要任務是從火星岩石內部取樣然後將樣品放到火星車的實驗儀器中。
機械臂末端的平台是一個十字架形平台，類似人類手狀結構，擁有各種工具，可以最大旋轉350度。平台裝有一個衝擊鑽、一個帶有放大功能的火星手持成像儀、一個元素識別光譜儀、一個石頭刷，以及一套具有鏟、篩、分配功能的機構。該機械臂由位於加州帕薩迪納的MDA信息係統公司空間事業部門負責製造和測試。
史無前例的火眼金睛
“好奇”號上裝載了4台用於工程危險規避的相機和2台用於工程導航的相機。其中的工程導航相機裝在火星車“頭”上，相當於兩隻眼睛，其中一隻能夠跨越7個足球場的距離分辨出對麵放的是籃球還是足球，另一隻在“好奇”號抵達一個新地點的時候，能夠用25分鍾拍攝150張照片，然後合成一副全景照。用於工程導航的相機的原理與以往送往火星的CCD相機有所不同。以往的相機是用不同的濾光鏡拍攝一係列照片，然後由地球上的科研人員將這些不同顏色的照片合成為彩色照；而“好奇”號的CCD相機能夠在一次曝光中直接獲得紅綠藍三種顏色，它所得到的照片會更加接近人眼的視覺。
“好奇”號配備IO台科學探測儀器，它們是：
化學與攝像機儀器（ChemCam）由激光誘導擊穿光譜儀（LIBS）和遠程微成像器（RMI）等組成。激光器安裝在“好奇”號桅杆上，旁邊是由一台攝像機和一架小型望遠鏡組成的遠程微成像器。3台激光誘導擊穿光譜儀安裝在車身上，通過光纖與桅杆上的設備相連，負責分析蒸發的岩石樣本中受激電子發出的光線。激光誘導擊穿光譜儀的核心是紅外線激光器，它所發射的激光能量超過100萬個電燈，能夠聚焦一個微小區域，聚焦時間達到十億分之五秒。
這台儀器用於尋找輕元素，例如碳、氮和氧，所有這些元素都對生命至關重要。它可向9米外的火星岩石發射激光，蒸發針頭大小的區域，被激光擊中的物質會產生出等離子體，通過激光來照射岩石內部可使其釋放出氣體。隨後用光譜儀觀測被蒸發的物質產生的等離子體閃光，並記錄下光線包含的顏色，分析蒸發的岩石和不足1毫米直徑的微粒的成分。該光譜儀能夠測定6144個不同波長的光，而不同的物質被離子化後所發出的光具有特定的波長。
化學與攝像機儀器可研究機械臂無法觸及的火星岩石和土壤，分析整個可見光光譜以及紅外和紫外光譜，尋找周期表上的任何元素。它還能清除火星岩石上的灰塵，即假如岩石表麵附著了塵土或者有了風化外皮，那麼“好奇”號可以發射數百次重複的激光脈衝將表層打掉，以測量到內部成分，並可對內部和表層的成分進行對比。它還能確定是否應該派遣“好奇”號前往一個特定的地帶進行探測。
輻射評估探測器（RAD）體積與一個烤麵包機相當，可測量和確定火星上所有類型的高能輻射，包括快速移動的質子和v射線，用於研究火星表麵輻射光譜，幫助科學家確定航天員暴露在火星環境下時將受到多大劑量的輻射，也有助於科學家了解輻射環境對火星生命的產生和進化構成多大障礙。
中子動態反照探測器（DAN）由俄羅斯全俄杜霍夫自動化技術科學研究所研製，裝在新型火星車底部，它將按照來自地球的指令對火星表麵的部分地區發射中子束，而後記錄下中子束的反彈速度，以分析火星地表深處的土壤成份和測量火星地下水或冰中的氫。它能夠發現地下2米濃度隻有0.1％的水。因為氫原子往往延緩中子的速度，如果大量中子速度遲緩，便說明地下可能存在水或者冰。這種設備實際上早先是用於地球石油勘探的，它發射出中子，然後通過觀察中子與氫原子核相互作用後發生的能量變化來確定氫的存在。後來科研人員將它重新設計後用於月球和火星探測。2002年，“火星奧德賽”號探測器曾經用這種設備發現了火星高緯度地下的水冰。