Objektif saintifik misi Perayau Penjelajahan Marikh adalah untuk:[16]

• Pencarian dan mencirikan pelbagai batu dan tanah yang memegang petunjuk kepada aktiviti air lalu. Khususnya, sampel yang dicari akan termasuk mereka yang mempunyai mineral yang didepositkan oleh proses berkaitan air seperti pemendakan, penyejatan, penyejukan sedimen atau aktiviti hidroterma.
• Menentukan pengagihan dan komposisi mineral, batu, dan tanah yang mengelilingi tapak pendaratan.
• Menentukan apa proses geologi telah membentuk kawasan tempatan dan mempengaruhi kimia. Proses sedemikian boleh merangkumi hakisan air atau angin, pemendapan, mekanisme hidroterma, gunung berapi, dan penternakan.
• Melakukan penentukuran dan pengesahan pemerhatian permukaan yang dibuat oleh instrumen Mars Reconnaissance Orbiter. Ini akan membantu menentukan ketepatan dan keberkesanan pelbagai instrumen yang meninjau geologi Marikh dari orbit.
• Cari mineral yang mengandungi besi, mengenali dan kuantiti jumlah relatif jenis mineral tertentu yang mengandungi air atau terbentuk di dalam air, seperti karbonat galas besi.
• Menonjolkan mineralogi dan tekstur batu dan tanah dan menentukan proses yang menciptakannya.
• Cari petunjuk geologi untuk keadaan persekitaran yang wujud ketika air cair hadir.
• Menilai sama ada persekitaran yang kondusif terhadap kehidupan.

NASA mencari bukti kehidupan di Marikh, bermula dengan persoalan apakah persekitaran Martian itu pernah sesuai untuk kehidupan. Bentuk kehidupan yang diketahui sains memerlukan air, jadi sejarah air di Marikh adalah pengetahuan yang penting. Walaupun Perayau Penjelajahan Marikh tidak mempunyai keupayaan untuk mengesan kehidupan secara langsung, mereka menawarkan maklumat yang sangat penting mengenai kebiasaan alam sekitar semasa sejarah planet ini.