Start nastąpił o godzinie 5.26 rano czasu lokalnego (11.26 czasu polskiego). Do momentu lądowania na Czerwonej Planecie Phoenixa pokona dystans 681 mln kilometrów.
Głównym zadaniem misji będzie zbadanie właściwości fizykochemicznych marsjańskiego gruntu w strefie polarnej - gdzie, jak się przypuszcza, pod powierzchnią znajduje się warstwa wytworzonej z wody zmarzliny. Wysuwane mechaniczne ramię Phoenixa ma pobrać próbki gruntu, które po podgrzaniu wewnątrz próbnika poddane zostaną analizie składu gazowego. Naukowcy chcą w ten sposób ustalić, czy przekształcona obecnie w lód marsjańska woda zawiera substancje, dające szanse na rozwój życia organicznego.
Aparatura pokładowa Phoenixa ma pracować przez co najmniej 90 marsjańskich dób (nieco dłuższych od ziemskich) od chwili wylądowania. Poza sprzętem do badania gruntu, próbnik wyposażono w stację meteorologiczną i szerokokątną kamerę do przekazywania obrazów otoczenia.
Wraz z Phoenixem, od roku 1964 amerykańska Państwowa Agencja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej (NASA) wysłała w pobliże Czerwonej Planety lub na jej powierzchnię łącznie 18 bezzałogowych statków badawczych, przy czym tylko pięć z tych misji było nieudanych.pap, em