Phoenix foi uma sonda espacial não tripulada que pousou na superfície de Marte em 25 de maio de 2008 e operou até 2 de novembro de 2008. Phoenix esteve operacional em Marte por 157 sóis (161 dias). Seus instrumentos foram usados ​​para avaliar a habitabilidade local e pesquisar a história da água em Marte. A missão fazia parte do Programa Mars Scout; seu custo total foi de US$ 420 milhões, incluindo o custo de lançamento. O programa multi-agências foi liderado pelo Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona, com gerenciamento de projetos pelo Laboratório de Propulsão a Jato da NASA. Parceiros acadêmicos e industriais incluíram universidades nos Estados Unidos, Canadá, Suíça, Dinamarca, Alemanha, Reino Unido, NASA, Agência Espacial Canadense, Instituto Meteorológico Finlandês, Lockheed Martin Space Systems, MacDonald Dettwiler & Associates (MDA) e outros empresas. Foi a primeira missão da NASA a Marte liderada por uma universidade pública. Phoenix foi o sexto pouso bem-sucedido da NASA em Marte, após sete tentativas, e o primeiro na região polar de Marte. A sonda completou sua missão em agosto de 2008 e fez uma última breve comunicação com a Terra em 2 de novembro, quando a energia solar disponível caiu com o inverno marciano. A missão foi declarada concluída em 10 de novembro de 2008, depois que os engenheiros não conseguiram entrar em contato novamente com a nave. Após tentativas frustradas de contatar o módulo de pouso pela sonda Mars Odyssey até e após o solstício de verão marciano em 12 de maio de 2010, o JPL declarou que o módulo de pouso estava morto. O programa foi considerado um sucesso porque completou todos os experimentos e observações científicas planejados.

A National Aeronautics and Space Administration (NASA) é uma agência independente do governo federal dos EUA responsável pelo programa espacial civil, bem como pela aeronáutica e pela pesquisa espacial. A NASA foi criada em 1958, sucedendo o National Advisory Committee for Aeronautics (NACA). A nova agência deveria ter uma orientação distintamente civil, encorajando aplicações pacíficas na ciência espacial. Desde a sua criação, a maioria dos esforços de exploração espacial dos EUA foi liderada pela NASA, incluindo as missões de pouso da Apollo na Lua, a estação espacial Skylab e, mais tarde, o ônibus espacial. A NASA está apoiando a Estação Espacial Internacional e está supervisionando o desenvolvimento da espaçonave Orion, o Sistema de Lançamento Espacial, os veículos da Tripulação Comercial e a planejada estação espacial Lunar Gateway. A agência também é responsável pelo Programa de Serviços de Lançamento, que fornece supervisão das operações de lançamento e gerenciamento de contagem regressiva para lançamentos não tripulados da NASA.

A ciência da NASA está focada em entender melhor a Terra através do Sistema de Observação da Terra; o avanço da heliofísica por meio dos esforços do Programa de Pesquisa em Heliofísica da Diretoria de Missão Científica; explorando corpos em todo o Sistema Solar com naves robóticas avançadas, como a New Horizons; e pesquisando tópicos de astrofísica, como o Big Bang, por meio dos Grandes Observatórios e programas associados.