据欧洲航天局网站报道，NASA与欧洲航天局（ESA）已经开始了联合火星探测项目，并且已为第一阶段任务选定了5种科学仪器。
按照计划，2016年1月，一个由ESA主导研制的火星微量气体探测器将利用NASA提供的“宇宙神”5火箭发射升空。该探测器经过9个月的飞行后将到达火星轨道，其上携带了NASA和ESA提供的有效载荷，用来研究火星大气的化学成分，其中包括分析甲烷气体的分布。2010年1月，NASA与ESA开始在世界范围内征集联合火星探测项目的有效载荷方案，如今已在最终提交的19个方案中选定了5种科学仪器，这5种科学仪器被认为能将探测任务的科学价值最大化、风险最低化，并且将由NASA与ESA联合研制。这5种科学仪器分别为：
1.火星微量气体分子掩星光谱仪（MATMOS）
一种红外光谱仪，能够探测火星大气中密度非常低的分子成分，研制该仪器的首席科学家是来自美国加州理工学院的保罗•温伯格。
2.高分辨率掩日与天底点光谱仪（SOIR/NOMAD）
一种红外光谱仪，能够探测火星大气中微量气体的成分，并制作它们在火星的分布图，研制该仪器的首席科学家是来自比利时天体大气学研究所的安•范达勒。
3.火星气候探测仪（EMCS）
一种红外辐射仪，能够每天测量火星大气的灰尘、水蒸气以及化学物质，帮助分析光谱仪测得的数据，研制该仪器的首席科学家是来自NASA喷气推进实验室的约翰•斯菲尔德。
4.高分辨率立体彩色成像仪（HiSCI）
一种照相机，能够实现4色立体成像，分辨率达2米，研制该仪器的首席科学家是来自美国亚利桑那州立大学的艾尔弗雷德•麦克尤恩。
5.火星全球大气实验成像仪（MAGIE）
一种多光谱广角相机，能提供火星全球大气的图像，为其它科学仪器提供支持，研制该仪器的首席科学家是来马林空间科学系统的布鲁斯•康托。
此外，还将有1个ESA研制的演示飞行器随火星微量气体探测器一起发射，该演示飞行器将用于测试火星进入、下降与着陆系统。联合火星探测项目的第二阶段将于2018年开展，届时NASA将提供一枚运载火箭把1个ESA研制的携带钻头的火星漫游器、1个NASA研制的收集样品的火星漫游器和1个火星着陆系统送往火星。上述活动目标是为NASA与ESA的合作计划奠定基础，该合作计划旨在增强火星探测的科学回报，并在21世纪20年代将联合火星样品运回地球。
