मार्स रेकनसान्स ऑरबायटर हे यान  २००३ मध्ये पाठवण्यात येणार होते. पण मंगळावर पाठवण्याच्या मोहिमांच्या शर्यतीत मार्स एक्सप्लोरर रोव्हरला प्राधान्य देण्यात आले. हे मुद्दाम सांगायचे कारण इतकेच, की शास्त्रज्ञांचे अनेक गट वेगवेगळ्या प्रकरांच्या मोहिमा आखत असतात. आणि आपापल्या मोहिमांचा प्रस्ताव ते एका समितीकडे सादर करतात. मग या प्रस्तावांचे त्यांचे वैज्ञानिक तांत्रिक मूल्यमापन करतात. या शिवायही काही इतर बाबी असू शकतात, जसे की त्या मोहिमेची प्रक्षेपणाची पूर्वतयारी किती आहे. त्यावरून मग कुठल्या मोहिमेला प्राधान्य द्यायचे हे ठरवण्यात येतं.
अपॉच्र्युनिटी रोव्हरला (जे अजूनही काम करत आहे)२००३ मध्ये पाठवण्यात आले होते. मार्स रेकनसान्स ऑरबायटर त्यानंतर २००५मध्ये पाठवण्यात आले. रेकनसान्स म्हणजे टेहळणी किंवा पाहणी करणे. तर या मोहिमेचे उद्दिष्ट तेच होते, मंगळाभोवती परिक्रमा करून त्याच्या पृष्ठभागाचे सखोल निरीक्षण करणे. या अंतराळयानाची उभारणी यापूर्वी पाठवण्यात आलेल्या मार्स ग्लोबल सव्‍‌र्हेयरच्या धर्तीवर करण्यात आली होती. या अतिशय यशस्वी मोहिमेची चर्चा आपण मागे केली होती.
एमआरओ – म्हणजेच मार्स रेकनसान्सऑरबायटरचा कालखंड हा दोन वर्षांसाठी नोव्हेंबर २००६  ते २००८ पर्यंतच आखण्यात आला होता, पण हा अजूनही म्हणजे गेली सुमारे १२ वर्षे ते काम करत आहे.
एमआरओ मध्ये एक उच्च विवर्तन (हाय रिझोलूशन) कॅमेरा मंगळाच्या पृष्ठभागाचे चित्रण करण्याकरता लावण्यात आलेला आहे. या छायाचित्रांचा उपयोग पुढच्या मोहिमा कुठे उतरवता येतील याचा शोध घेण्याकरिता होत आहे. या चित्रांचा उपयोग पुढच्या फिनिक्स लॅडर मोहिमेच्या नियोजनासाठी फार चांगल्या प्रकारे झाला.
‘एमआरओ’ मध्ये एक दृश्य आणि अधोरक्त तरंगलांबीच्या मधल्या तरंगांचे वर्णपटल घेण्यासाठी वर्णपंक्तीमापक (स्पेक्ट्रोग्राफ) बसवण्यात आला आहे. या शिवाय वैज्ञानिक अभ्यासासाठी काही उपकरणेही त्यात आहेत. यात एका उपकरणाचा प्रमुख उद्देश मंगळाच्या वातावरणाचा आणि तिथल्या ऋतूंचा अभ्यास हा होता. तसेच एक उपकरण मंगळाच्या भूरचनेच्या अभ्यासासाठी आणि दुसरे मंगळावर द्रवरूपात पाण्याचा शोध घेण्यासाठी  होते.
या शिवाय यावर एक वेगळं उपकरण होतं, त्याचं नाव शेरॅड – श्ॉलो सबसर्फेस रडार.  या रडारचा उपयोग मंगळाच्या ध्रुवीय भागावरच्या हिमाच्छादित भागाच्या खालच्या भागाचे निरीक्षण करण्यासाठी झाला. तसेच मंगळावर इतरत्र पृष्ठभागाखाली बर्फाचा किंवा द्रवरूपात पाण्याचा शोध घेण्यातही मदत झाली. या उपकरणाचा आवाका मंगळाच्या पृष्ठभागाखाली फक्त ७ मीटर जाडीचा आणि ३०० मीटर ते ३ किलोमीटर भागात पसरलेल्या बर्फाचा शोध घेण्याइतका होता.
एमआरओने लावलेल्या शोधातील काही प्रमुख शोध विशेष चर्चिले गेले. मंगळावर ८२१हजार घनकिलोमीटर इतका पाण्याचा बर्फ त्याच्या ध्रुवीय भागात आहे.  हा पृथ्वीवरच्या ग्रीनलॅंड या बर्फाळ प्रदेशातील बर्फाच्या ३० टक्के आहे.  अनेकदा खगोलशास्त्रात आपण पाण्याच्या बर्फाचा असा उल्लेख करतो कारण मिथेनसारखे पदार्थही घन अवस्थेत सापडतात. सजीवांच्या शोधासाठी आपल्याला पाणी हे महत्त्वाचे संयुग आहे आणि म्हणून मुद्दाम पाण्याच्या बर्फाचा असा उल्लेख करण्यात येतो.
मंगळावर निर्माण झालेल्या काही (पाच) विवरांमध्ये शुद्ध पाणी बर्फाच्या स्वरूपात सापडले आहे. हे पाणी मात्र संप्लवन या क्रियेमुळे म्हणजे घनरूपातून सरळ वायूरूपात परिवíतत होऊन उडून जात आहे.
एमआरओच्या कॅमेऱ्यांनी मंगळाच्या उत्तरध्रुवावर अनेक हिमस्खलन होत असल्याच्या पुराव्यांची चित्रं आपल्याला पाठवली आहेत.  दोन वर्षांपूर्वी ४ ऑगस्ट २०११ रोजी नासाने जाहीर केले, की एमआरओने पाठवलेल्या चित्रातून मंगळाच्या पृष्ठभागावर आणि काही ठिकाणी पृष्ठभागाच्या खालून खाऱ्या पाण्याचे झरे वाहताना दिसत आहेत. त्यांचे पृथ्वीवरील समुद्रांशी साम्य दिसून येत आहे.
या खाऱ्या पाण्याचा निष्कर्ष काढण्यामागचं कारण हे, की हा भाग शुद्ध पाणी वाहण्याच्या शक्यतेकरता खूपच थंड आहे, तर कार्बन डाय ऑक्साईड बर्फासाठी खूप गरम. पण खारे पाणी घनरूपात होण्याकरता लागणारं तापमान शून्यापेक्षा कमी असतं. यात आपल्या दैनंदिन जीवनातील एक उदाहरण म्हणजे- घरी आइस्क्रीम बनवताना बर्फाचे तापमान कमी करण्याकरता त्यात खडेमीठ घालतात, तर थंड प्रदेशात (काश्मीर, हिमाचल किंवा लेह) गाडीतील रेडिएटरमध्ये पाणी जमू नये असेच पदार्थ पाण्यात टाकण्यात येतात – विज्ञानाचे निकष सर्वत्र समान आहेत. पृथ्वीवर, मंगळावर आणि इतरत्रही.मार्स ग्लोबल सर्वेयर, मार्स ओडेसी आणि मार्स रेकनसान्स ऑरबायटर यांनी पाठवलेल्या माहितीच्या आधारे एक महत्त्वपूर्ण निष्कर्ष असा निघतो, की मंगळावर मोठ्या प्रमाणात क्लोराईडयुक्त खनिज आहे. आणि अशा खनिजात कधीकाळी  विविध प्रकारच्या सजीवांची उत्क्रांती झाली असावी. त्या खनिजांच्या अभ्यासातून कदाचित आपल्याला मंगळावर पूर्वी असलेल्या सजीवांच्या अस्तित्वाचे पुरावे मिळू शकतील.