NASA đang tiến hành triển khai nhiệm vụ của tàu Mars 2020 vì cơ quan vũ trụ này bắt đầu giai đoạn Hợp phần, Kiểm tra và Khởi động (ATLO) Dự án tại Cơ sở Xử lý Không gian Xuyên Á 1 tại Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực (JPL) ở Pasadena, California. Công đoạn này bao gồm lắp ráp giai đoạn cuối cùng và tích hợp các thành phần điện của động cơ bay vào máy bay không người lái tích hợp trên tàu vũ trụ sao Hỏa.
Mars 2020 là tàu sứ mệnh mới nhất trong Chương trình Thăm dò Sao Hỏa của NASA với mục đích chính là thăm các khu vực đã từng có thể có sự sống, thu thập và phân tích các mẫu đất và đá để tìm ra các đặc điểm sinh học, hóa học. Một số trong những mẫu này sẽ được lưu trữ để phục hồi và đem về Trái Đất thử nghiệm để phục vụ cho những sứ mệnh trong tương lai. Ngoài ra, chiếc máy bay không người lái tích hợp sẽ sử dụng năng lượng hạt nhân nghiên cứu môi trường của sao Hỏa để giúp xác định xem liệu môi trường sao Hỏa có thích hợp cho những sứ mệnh khám phá kế tiếp hay không.
Thiết kế của tàu có thể mang một phiên bản cập nhật của tàu Curiosity rover hiện đang khám phá bề mặt của sao Hỏa. Nó có cùng một khung gầm như tàu Curiosity, mặc dù với bánh xe được cải tiến với độ bền cao hơn. Cũng giống Curiosity, nó cũng sẽ sử dụng một máy phát điện bằng năng lượng hạt nhân mang nhiên liệu plutonium làm nguồn năng lượng chủ yếu.
Cơ quan vũ trụ nói rằng các hệ thống động cơ của con tàu này đã được lắp đặt và 18 tháng tới sẽ thực hiện bổ sung hệ thống điện tử, điện năng, viễn thông, cơ chế, hệ thống nhiệt, hệ thống dẫn đường và các hệ thống con. Khi hoàn thành, nó sẽ được vận chuyển đến trạm không quân Cape Canaveral ở Florida, nơi nó sẽ được đặt trên đỉnh tên lửa Atlas V 541 tại khu phóng 41.