火星表面下的“冰探索”
鳳凰號於2008年5月25日降落在火星北極圈內壹個平原的永久凍土帶。之後，它利用先進的鋁鈦機械挖掘臂等7種儀器，開展了火星表面下的“冰探”，尋找火星歷史上可能存在某種生命形式的新線索，觀測火星北極的氣候循環模式等多種探索。
鳳凰號的設計和探索任務歷時三個月，整個項目耗資約4.2億美元。這是美國國家航空航天局低成本火星探測計劃“偵察”發射的第壹個探測器。如果“鳳凰”號成功登陸火星並展開探測活動，這將是自30年前海盜號火星探測器在火星上鉆孔以來，人類探測器首次將探測範圍擴大到火星表面。
“鳳凰”號與在火星上經歷過沙塵暴的美國精神號和機遇號火星車有很大不同。雙胞胎火星車於2004年登陸火星，在赤道附近的火星表面漫遊，而鳳凰號將在火星北極采取“蹲踞位置”，停留在壹個地方。
揭示火星上冰凍水的來源
此前的火星探測結果顯示，這顆紅色星球雖然幹燥貧瘠，但很可能在遠古時期被河流和海洋覆蓋。科學家認為火星上可能有某種形式的生命。
2002年，美國“奧德賽”探測器在火星北緯65度以北發現了大規模凍結水層存在的證據。“鳳凰”號正駛向這個凍結的水層。
科學家推測，凍結水層可能是古代火星海洋的凍結殘留物，也可能是地表以下火星大氣中的水蒸氣擴散形成的，也可能是古代巨大冰蓋消退後遺留下來的。
到目前為止，人類發射的火星探測器還沒有在火星幹旱的表面發現水的痕跡。鳳凰號“冰探”的壹個重要目的是探測火星極地地區的地下冰是否有可能融化，創造壹個潮濕的“地下環境”。