Els principals objectius són proporcionar imatges d’alta resolució de la superfície del planeta i analitzar-ne la composició del sòl i de l’atmosfera. Fou llançada a l’espai el 2 de juny de 2003 i arribà a Mart al desembre d’aquest mateix any. La sonda orbitarà el planeta durant un mínim d’un any marcià (687 dies terrestres). La Mars Express portava, a més, una petita sonda, anomenada Beagle 2, que havia d’aterrar a Mart. Poc després de separar-se de la sonda principal es perdé el contacte amb la Beagle 2. Hom suposa que la petita sonda no pogué activar els sistemes de frenada i s’estavellà contra la superfície marciana.