Полет продлится девять месяцев. На Марсе "Фениксу" предстоит найти признаки существования жизни под поверхностью планеты. Он должен пробурить поверхность, взять образцы почвы и льда, провести химические анализы. Кроме того, с помощью специального зонда "Феникс" исследует атмосферу и погоду в северной части Марса.
Аппарат был запущен с космодрома на мысе Канаверал во Флориде на ракете-носителе "Дельта II". Предположительно, он достигнет Марса в конце мая 2008 года, где проработает три месяца.