Laboratorij bo do takrat moral opraviti 570 milijonov kilometrov dolgo pot do Marsa, nato pa pristal na površini oziroma v kraterju Gale, kjer bo tako kot njegova precej manjša predhodnika, roverja Spirit in Opportunity, iskal sledi morebitnega življenja na rdečem planetu. Iskanje in raziskovanje naj bi trajalo predvidoma dve leti.
Laboratorij je opremljen z desetimi orodji za zbiranje in analizo vzorcev. Ima ostro kamero, mehanično roko s svedrom, laser za razbijanje kamenja do sedem metrov daleč ter kemični laboratorij. Na dan naj bi prepotoval do 200 metrov po 154 kilometrov širokem kraterju Gale, kjer znanstveniki domnevajo, da bi lahko voda v preteklosti Marsa nalagala plasti materiala.
Nasa se je odločila, da bo rover Curiosity namesto sončne energije, poganjal jedrski akumulator na plutonij. Nov je tudi sistem pristajanja. Roverja Spirit in Opportunity sta v bistvu treščila na površino planeta obdana z zračnimi blazinami, Curiosity pa bo imel precej bolj nežen pristanek s pomočjo zračnega žerjava.