Перед марсоходом Curiosity были поставлены следующие основные научные цели: 2

1. Оценка биологического потенциала планеты. 2 Для этого планировалось найти органические углеродсодержащие соединения и другие химические компоненты, необходимые для жизни, такие как азот, фосфор, сера и кислород. 25
2. Анализ геологии места посадки. 25 Кратер Галле выбрали для поиска намёток относительно источников энергии на Марсе. 25
3. Описание эволюции атмосферы Марса. 2 Нужно было определить её текущее распределение по планете, а также циркуляцию воды и углекислого газа. 2
4. Характеристика радиационного фона. 25 Планировалось измерить уровень радиации на Марсе и её разрушительное воздействие на органические молекулы. 5

Кроме того, одна из целей миссии — подготовка к исследованию Марса человеком. 1