Zatímco americká sonda MAVEN používá nosnou raketu Atlas 5, indická nosná raketa je mnohem slabší, proto se k Marsu bude blížit "přískokem vpřed" po postupné spirále. Indové se šestkrát pokoušeli zažehnout motor, až se sonda dostala na poslední eliptickou trajektorii kolem Země, odkud 1. prosince se také vydá na cestu k Marsu.
Družice MAVEN, po přiblížení k planetě Mars, bude navedena na oběžnou dráhu kolem rudé planety. Pak se bude pohybovat v atmosféře Marsu v rozmezí od 100 do 6 000 km nad povrchem, přičemž pětkrát sestoupí asi do výšky 78 až 125 kilometrů nad povrch, kam se dosud umělé družice Marsu nedostaly. Přitom bude odebírat vzorky horní vrstvy atmosféry. Ze získaných vzorků atmosférických plynů očekávají vědci zjištění přítomnosti vodní páry, oxidu uhličitého a dusíku a odpovědi na otázky, kam se vytratila voda a proč Mars ztratil podstatnou část své atmosféry.
V rámci jednoročního základního výzkumného programu bude sonda MAVEN z oběžné dráhy kolem Marsu sloužit jako záložní retranslační stanice pro přenos signálu z vozíku Curiosity na Zemi.