Misja wystartowała w dniu 7 kwietnia 2001 o godz. 15:02:22 UTC ze stanowiska SLC-17A CCSFS (Cape Canaveral Space Force Station) na Florydzie (USA) za pomocą rakiety nośnej Delta-7925 (nr D-284).
Początkowo projekt Mars Surveyor 2001 składał się z dwóch pojazdów: Mars Surveyor 2001 Orbiter i Mars Surveyor 2001 Lander
Głównym celem misji jest wykorzystanie spektrometrów i kamery termowizyjnej do wykrywania dowodów na obecność wody i lodu w przeszłości lub obecnie. Badanie geologii planety i środowiska radiacyjnego.
Obserwacje mają odpowiedzieć na pytanie czy na Marsie kiedyś istniało życie. Dodatkowo obserwacje pomogą ocenić ryzyko narażenia na promieniowanie przyszłych misji załogowych na Marsa.
Pojazd jest również wykorzystywany jako przekaźnik dla misji łazików marsjańskich.
Misja osiągnęła orbitę Marsa w dniu 24 października 2001 roku o godz. 02:30 UTC.
Autorstwa: NASA – NSSDCA
26734 – NSSDCA/COSPAR ID: 2001-013A – 2001 Mars Odyssey
NASA – Mission – Odyssey