α粒子x射線光譜儀（APXS）裝在“好奇”號機械臂末端，用於研究α粒子，繪製x射線光譜。通過發射α粒子能夠將樣本中的電子撞出軌道，進而產生x射線。根據放射出的x射線的特征能量，科學家能夠確定火星岩石和泥土樣本的成分。它可全天候開機，隻用10分鍾就能探測到岩石中含量低至1.5％的成分，如果用2～3小時，還可探測到含量在萬分之一量級的物質，尤其對於硫、氯、澳等與鹽的生成密切相關的物質敏感，從而可以看出是否曾經與水發生過作用。而“勇氣”號和“機遇”號火星車上早期版本的α粒子x射線光譜儀檢測一次需要5～10小時，並且隻能在晚上工作，其作用是揭示水在影響火星地貌過程中扮演的角色。
化學與礦物學分析儀（cheMin）可向樣本發射x射線，根據x射線的衍射確定礦物的晶體結構。在該儀器內有32個像襯衫紐扣大小的小盒子，它們是用來盛放樣本的，裝在一個轉輪上，這樣就可以通過轉動輪子來讓任何一個小盒子位於x光的照射之下。從地球出發時，小盒子中已經有5個裝有地球樣本，這是用來做校準的。“好奇”號的機械臂通過車外的一個進口將樣本送入化學與礦物學分析儀進行分析，用於量化樣本中的礦物結構，分析各類有益礦物的成份，探尋這些礦物形成條件的有關信息，搜尋火星是否存在過微生物生命（包括產生生命的化學組分）可適環境的證據，幫助科學家進一步了解這顆紅色星球過去的環境。x射線衍射是地球上的地質學家使用的一種重要的分析技術，從未在火星上使用過。
火星樣本分析儀（SAM）裝在“好奇”號主車身內，是一個自動化的移動實驗室，也是“好奇”號的“心髒”，其質量占到“好奇”號所攜帶科學儀器總質量的一半左右，達38千克，有一個微波爐那麼大。“好奇”號的機械臂通過車外的一個進口將樣本送入火星樣本分析儀。它包括質譜儀、氣相色譜儀、可調諧激光光譜儀，負責收集、開鑿和分析火星表麵取來的岩石和土壤樣品，通過尋找其中的有機化合物，對火星的碳化學進行評估；還將確定除了碳元素以外元素的化學狀態，並尋找行星進化進程中的同位素示蹤物，因為在地球上碳的同位素通常是生命誕生的基本因素，從而分析大氣和固體樣本中的組成和氣體；也搜尋與地球上的生命有關的其他元素，例如氫、氧和氮。
與其它火星著陸器相比，“好奇”號的火星樣本分析儀有三大優勢。一是“好奇”號的選址綜合了近年來的發現，選擇的地方是希望最大的區域。它的機動性更好，還可以鑽取岩石樣本。二是火星樣本分析儀的靈敏度大為提高，能夠探測到含量低至十億分之一的有機物質。三是它使用的衍生技術讓儀器的識別範圍更廣。
化學與礦物學分析儀和火星樣本分析儀都能直接分析岩石和土壤樣本，都可分析機械臂采集的樣本。“好奇”號的機械臂上有鑽頭和小勺子，對於岩石，它會用鑽頭獲取樣本；對於土壤，用小勺子就可以了。取得樣本後，機械臂上的篩子能夠把直徑大於150微米的顆粒剔除掉。完成這一步後，機械臂把樣本倒入化學與礦物學分析儀的入口漏鬥，然後通過震動讓這些樣本進入到儀器裏。
桅杆相機（MastCam）是“好奇”號的主要成像工具，由兩個照相係統構成，安裝在“好奇”號主車身上方的一個桅杆上，“登高望遠”能獲得很好的視野，NN_具有自動對焦功能，可拍攝火星地貌的高清晰度彩色照片和視頻，供科學家進行分析。
火星手持透鏡成像儀（MAHLI）裝在火星車機械臂末端，相當於科學家手持一個超級放大鏡，對準他們希望對準的任何地方，允許地球上的科學家更細致地觀察火星上的岩石和土壤，用於拍攝岩石和火星土壤的微型圖像。它與“好奇”號上的其他工程相機有很大不同，是全彩攝像且焦距可調、配備燈光、可攝像，其微距功能很強大，能距目標21毫米進行拍攝，可以拍攝小到隻有12.5微米（不及一根人發的直徑）的地貌特征彩色照片。該相機另一個重要功能是具有立體拍攝功能，它不是通過並排的兩個相機實現的立體拍攝，而是通過一個攝像頭拍攝完一張照片，通過機械臂的小距離移動，再拍攝一張照片的方法實現立體拍攝。
火星下降成像儀（MARDI）是一台小型攝影機，安裝在“好奇”號車身上，用於拍攝“好奇”號從距離火星3.7千米到5米降落火星地麵過程的真彩色圖像，以提供登陸地——直徑160千米的蓋爾隕坑的地質信息。在“好奇”號觸地前，這台儀器以每秒5幀的速度進行拍攝。
火星車環境監測站（REMS）裝有一個氣象學包和紫外敏感器，用於測量火星大氣壓力、濕度、風力和方向、空氣和地麵溫度、紫外輻射強度等。所獲數據彙聚成每日和每季報告，幫助科學家詳細了解火星環境。探測火星的未來前景
今後的火星探測科學目標是：確定火星現在和過去是否存在生命（找水、找生命跡象）、火星氣候的特征及氣候變化的原因（火星大氣層特征及大氣逃逸）、火星地質特征及演變史（磁場和內部結構），為載入探測火星做準備。
用火星車實地探測是實現上述科學目標的重要手段。如果用這種方式取得新的突破，則要求火星車更大，表麵移動能力更強，攜帶更多、更高級的科學儀器。美國“好奇”號火星車屬於這種類型。
美國的火星探測經曆了掠飛器、軌道器、著陸器、著陸器／漫遊車以及獨立的大型漫遊車等5個技術發展階段。“火星科學實驗室”任務將首次驗證火星精確著陸技術，並攜帶火星探測史上最先進的有效載荷進行科學探測。如果“火星科學實驗室”任務取得成功，將為美國後續的機器人火星探測任務等任務提供重要的技術支撐，還將為美國將來的載人火星探測打下一定基礎。
美國計劃在2022年發射“火星采樣返回”（MSR）進行火星取樣返回，以確定火星上是否有生命，隨著該任務的完成，美國“火星生命計劃”也將結束。美國還將為載人火星探索做各種準備，比如，2013年發射的“火星大氣層與揮發物演變任務”（MAVEN）探測器，是通過對火星大氣層的探測，了解火星氣候演變的曆史。2016年還將發射“火星生命科學實驗室”，美國最終在2035年實現載人探測和登陸火星。有的美國人甚至願意進行單程火星之旅，以大大降低載人登火星的成本和技術複雜，性。
責任編輯：兆然