Эта межпланетная миссия началась в конце ноября 2011 года, когда американская ракета-носитель с российскими разгонными двигателями вывела в космос перелетный модуль. На нем крепился марсоход, заключенный внутри специальной оболочки, призванной защитить его во время космического путешествия и посадки на планету. Последняя ступень ракеты придала всей конструкции нужное направление и ускорение, которое через 254 дня вывело ее в нужную точку над Марсом. После этого посадочный модуль отделился от конструкции и вошел в атмосферу планеты. Хотя она и не так плотна, как атмосфера Земли, при падении агрегата весом в 3,4 тонны с многокилометровой высоты он разгоняется до огромной скорости и раскаляется от трения. Управлением с Земли удалось сориентировать посадочный модуль так, чтобы трение приходилось на специальный термозащитный экран, который разрушился, но защитил марсоход до того момента, когда в дело вступили посадочные парашюты.

Для посадки Curiosity Mars Rover была использована уникальная система, не применявшаяся никогда ранее. После торможения с помощью парашютов на высоте менее двух километров они отсоединились и на посадочной платформе включились восемь двигателей, которые заставили ее зависнуть в 8 метрах от поверхности. Затем «небесный кран» на тросах бережно опустил марсоход на грунт, а вся остальная конструкция последним импульсом реактивных двигателей была отброшена на расстояние более сотни метров от места посадки, чтобы не повредить Curiosity Mars Rover. Вес самого робота составляет чуть больше четверти массы всего посадочного модуля (899 кг), а наибольшая доля приходится именно на кран - 2,4 тонны. Доставка такой массы с Земли на Марс обошлась недешево, но новая система посадки полностью оправдала затраты. Марсоход успешно доставлен на поверхность 7 августа 2012 года и после замены в компьютере полетной программы на исследовательскую начал передавать в центр управления изображения и данные измерительных приборов.