Planetárna sonda Mars Express bola navedená na obežnú dráhu planéty 25. decembra 2003 a odvtedy poskytla rad cenných údajov. V januári 2004 napríklad potvrdila prítomnosť vody na povrchu Marsu. Na južnom póle totiž identifikovala výpary molekúl vody z ľadu a získala tak vôbec prvé priame doklady o jeho existencii na červenej planéte.
V marci toho istého roku potom údaje zo špeciálneho Fourierovho planetárneho spektrometra sondy Mars Express potvrdili výskyt metánu v atmosfére Marsu, čo by podľa vedcov mohlo znamenať, že na štvrtej planéte našej slnečnej sústavy v súčasnosti existuje život.
V septembri 2020 Európska vesmírna agentúra (ESA) oznámila, že jej sonda Mars Express objavila pod vrstvou ľadu v južnej polárnej oblasti červenej planéty niekoľko jazier tekutej vody, ktorá je zrejme slaná.
„Minilaboratórium“ Beagle 2 určené pre hľadanie stôp života na Marse sa oddelilo od materskej družice Mars Express do kozmického priestoru 19. decembra 2003. Po šiestich dňoch na padáku mala pristáť na planéte, od zostupu do atmosféry planéty sa však už neozvala. Až po desiatich rokoch sa nezvestný modul Beagle 2 podarilo lokalizovať na obrázkoch z amerického satelitu Mars Reconnaissance Orbiter. Podľa vedcov sa mu po pristátí neotvorili solárne panely a preto nedokáže komunikovať.
Úspešnosť projektu tejto sondy viedla k vytvoreniu sesterského projektu Venus Express, ktorý má za úlohu prieskum planéty Venuša z obežnej dráhy.