Lander Phoenix má odstartovat v srpnu 2007 a v květnu 2008 má přistát na Marsu poblíž okraje jeho severní polární čepičky.
Bude to první expedice do polární oblasti Marsu. Phoenix je nepohyblivý lander, ale pomocí dlouhé a silné mechanické paže může prozkoumat své okolí včetně podpovrchových vrstev.
Phoenix má přistát podobně, jako v roce 1975 sondy Viking, tedy po zbrzdění tepelným štítem a padákem má nakonec měkce dosednout pomocí raketových motorů (měly by fungovat cca 35 sekund).
Po přistání Phoenix rozevře solární panely a naváže spojení se Zemí prostřednictvím orbiterů Mars Reconnaissance Orbiter a Mars Odyssey. Už první den by měl lander pořídit a odeslat panoramatickou fotografii okolí.
V dalších dnech pak má Phoenix zkoumat podpovrchový vodní led, známky klimatických změn a také sezónní změny ve svém okolí.