Целью совместной программы является оценка Марса как динамической системы, включая его современное состояние и климат в предыдущие эпохи, климатические циклы, геологию и пригодность для существования на нем живых систем.
Первая часть совместной программы исследований подразумевает запуск беспилотного модуля ExoMars Trace Gas Orbiter, предназначенного для детального исследования марсианской атмосферы. Оборудование этого автоматического орбитального космического корабля позволит определить газы различной химической природы, составляющие атмосферу Марса, с чувствительностью в 1000 раз более высокой, чем это было доступно современным и предыдущим искусственным спутникам красной планеты. Кроме того, спутник послужит базовым модулем связи для дальнейших беспилотных автоматических миссий на Марс, первые из которых намечены на 2018 год.
Согласно решению совместной комиссии, на борту ExoMars Trace Gas Orbiter будут размещены несколько ИК-спектрометров высокого разрешения, которые позволят определять наличие в марсианской атмосфере тех или иных газовых молекул даже в чрезвычайно низких концентрациях. Кроме того, оборудование позволит составить карту распределения компонентов атмосферы над поверхностью красной планеты.
В дополнение к этому отдельный спектрометр будет посуточно фиксировать глобальные климатические данные, определяя количество пыли, паров воды и другие параметры, служащие вспомогательными данными для анализа данных ИК-спектрометров. Кроме того, спутник Марса будет оснащен стереокамерой высокого разрешения для построения новой глобальной карты марсианской поверхности, а также многодиапазонной камерой высокого разрешения, служащей вспомогательным инструментом для остального оборудования.
