2003年6月10日，勇气号发射成功；同月25日，机遇号发射成功。2004年美国东部标准时间1月3日和24日（北京时间各晚一天）分别登上火星。

美国宇航局专家们说，“勇气”号如能不辱使命，那将标志着人类发射的星际探测器自动化程度提升到了前所未有的水平。它有自己的大脑、颈、头、眼睛、手臂，甚至还掌握着与人类地质学家所用工具类似的放大镜和锤子。

“勇气”号长１．６米、宽２．３米、高１．５米，重１７４千克。它的“大脑”是一台每秒能执行约２０００万条指令的计算机，不过与人类大脑位置不同，计算机在火星车身体内部。

所谓“颈”和“头”是火星车上伸出的一个桅杆式结构，距火星车轮子底部高度约为１．４米，上面装有一对可拍摄火星表面彩色照片的全景照相机作为“眼睛”。两台相机高度与人眼高度差不多，有了它们，火星车能像站在火星表面的人一样环视四周。

当“勇气”号发现值得探测的目标，它会以６个轮子当腿，运动至目标面前，然后伸“手”进行考察。火星车的“手臂”具有与人肩、肘和腕关节类似的结构，能够灵活地伸展、弯曲和转动。上面带有多种工具。

工具之一是显微镜成像仪，能像地质学家手中的放大镜一样，以几百微米的超近距离对火星岩石纹理进行审视。另外还有穆斯鲍尔分光计和阿尔法粒子Ｘ射线分光计，可以用来进一步分析岩石构成。还有一个相当于地质学家常用的小锤子的工具，能在火星岩石上打出直径４５毫米、深约５毫米的洞，为研究岩石内部提供方便。

“勇气”号依靠餐桌大小的太阳能电池板获得能源，在理想情况下每天最多可在火星上漫步２０米，它的观测预计持续９０个火星日（相当于地球上的９２天）。

这台火星车科学仪器的负责人、美国康奈尔大学科学家斯奎尔斯认为，“勇气”号将是迄今人类遣往其他行星上第一个可以移动的、自动化的大型实验室。他说：我认为这是人类在火星探测方面向前迈出的一大步。

美国航宇局1月10日宣布，勇气号已首次测量了火星上的温度。负责分析数据的一位科学家说，火星上的岩石温度要比由细小颗粒构成的物体温度低。那里目前白天最高温度约为5摄氏度，最低温度约为零下15度。

　　1月20日，该局喷气推进实验室宣布，勇气号首次对火星土壤进行了取样分析，获得了一批宝贵数据，并意外发现了此前没有料到的化学物质。科学家惊讶地发现，火星土壤里含有一种名叫橄榄石的化学物质，其形成通常与火山爆发有关。此外，科学家还在勇气号传回的土壤数据中发现了其它一些熟悉的化学元素，如铁、硫、氯、氩、镍和锌等，其中镍和锌属首次发现。他们据此推断，火星表土可能是由一层颗粒较细的火山岩组成的。

　　2月7日，勇气号成功地在一块玄武岩类岩石上钻出一个小洞。这是人类火星探测史上的首次岩石钻孔。它花了3小时，用机械臂上的磨具钻入一块名为“阿迪朗达克”的岩石，钻出的洞深2.7毫米，直径45毫米，以分析火星过去的地质构造。接下来，它利用显微成像仪拍摄了岩石的显微照片。

　　2月10日，勇气号在火星表面行走了21.2米，打破了“旅居者”1997年创下的单日行走7米的纪录。2月16日，它再次刷新了纪录，走了27.5米。此前的2月15日，勇气号还利用机械臂勘查了一块与众不同的岩石。科学家把这块石头昵称为“米米”。它很可能蕴藏着丰富的火星地质史线索。

　　2月21日，勇气号将机械臂伸到火星表面的一道浅沟里，寻找那里曾经有水的线索。

　　3月5日，勇气号第一次找到火星上曾有水存在的证据。它对一块名为“哈姆佛雷”的岩石进行钻孔。科学家在分析矿物质成分后认为，该岩石在形成过程中或刚刚形成之初曾有水渗入，矿物质随水分进入岩石，形成结晶并留在岩石内部。

　　3月11日，勇气号从火星上拍摄到了地球的照片。这是人类首次获得从其它行星表面拍摄到的地球照片。照片拍摄于日出前1小时，其上的地球是一个“明亮的圆点”。照片是黑白的，但如果人站在火星车的位置眺望地球，可能会看到一个淡蓝色的星球。

　　该火星车拍到的另一张照片记录到一条又窄又短的光迹。科学家认为这可能是一颗流星，也可能是20世纪70年代升空的“海盗”2轨道探测器——它在完成探测使命后一直在围火星旋转。此外，它还拍到距地球约1500光年的猎户星座中多个明亮的星体。科学家称，拍摄天文照片并不在火星车的主要使命之列，但这些照片有助于研究夜间火星大气中的灰尘和水气含量。

　　4月1日，科学家又宣布，勇气号在其着陆区发现了火星上过去可能有水的新证据。它对一块名为“马扎察尔”的火星玄武岩进行探测发现，该岩石外部被多层不同的尘埃所覆盖。这一发现强有力地表明，古谢夫区域曾有自己的水源供应。探测显示，“马扎察尔”很显然曾受到过与流体有关的改造。不过曾在古谢夫存在过的水有可能是地下水，水量也许没有机遇号着陆的梅里迪安尼平原曾有过的水多。