Het is de eerste keer dat een sonde zo ver noordelijk op Mars is geland. Een hitteschild, een parachute en een dozijn stuwraketten zorgden ervoor dat Phoenix tijdens de landing intact bleef, terwijl hij in zeven minuten van een snelheid van bijna 20.000 kilometer per uur tot stilstand kwam. Twee uur later ontving de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA de eerste beelden die camera’s van de robot van de omgeving hebben gemaakt. De robot bevindt zich op vlak terrein en heeft zijn zonnepanelen, die nodig zijn voor de energievoorziening, kunnen ontvouwen.De lander is uitgerust met een 2,5 meter lange robotarm om onder meer ijs op te graven dat dicht onder het oppervlak van de noordelijke pool van Mars zou moeten liggen. Aan boord bevindt zich een klein laboratorium, waarin de monsters kunnen worden opgewarmd en onderzocht op organische deeltjes. Uit dat onderzoek moet blijken of microbiologisch leven ooit mogelijk is geweest op Mars.

Dat de landing van Phoenix na een reis van tien maanden voorspoedig verliep, was een opluchting voor het NASA-controleteam in Californië. Van de elf missies die sinds 1971 hebben geprobeerd op de rode planeet te landen, slaagden slechts vijf in hun poging. De laatste keer dat de NASA een sonde met stuwraketten naar Mars stuurde was in 1999, maar de afdaling bij de zuidpool mislukte en het ruimtevaartuig stortte neer.

Sinds 2004 rijden er op de planeet twee Amerikaanse Marsrovers rond: Spirit en Opportunity. Die twee hebben informatie verzameld over het gebied rond de evenaar. Phoenix is echter ontworpen om op één plek te blijven.

De NASA lanceerde het ruimtevaartuig op 4 augustus 2007 met een Delta II-raket vanaf Cape Canaveral in Florida.