NASAのMars Reconnaissance Orbiter（MRO）は、2005年にケープカナベラルからAtlas V-401ロケットで打ち上げられた。MROはHiRISEカメラで火星の表面を3メートルまでの解像度で撮影し、惑星のさまざまな特徴を詳細に調査することを可能にした。これらの画像は、Curiosityのようなローバーの着陸地点の決定にも重要な役割を果たした。

MROは火星の表面の水と氷の分布を調査し、惑星の気候と地質活動を理解するのに役立った。また、惑星の表面の砂丘、クレーター、雪崩、砂嵐を観察し、火星の動的な構造を明らかにした。MROのSHARADレーダーシステムは、1.6キロメートルの深さまでの水氷を検出するために強化された。

MROはNASAの火星にある他の機器との通信において重要な役割を果たしてきた。MAVENミッションの終了後、MROの通信任務はさらに重要性を増した。現在、MROは毎日約80,000メガビットのデータを送信し、火星の最も重要な機器の一つとして任務を続けている。