A sonda entrou na atmosfera marciana a 21 mil quilômetros por hora e durante os oito minutos que duraram a operação de descida uma série de processos foram desencadeados automaticamente.
A 35 mil metros de altitude o pára-quedas se abriu com o objetivo de reduzir a velocidade. Alguns minutos depois foi a vez dos retrofoguetes entrarem em ignição, reduzindo ainda mais a velocidade e estabilizando o engenho.
O pouso ocorreu a 6 quilômetros do local previsto pelos engenheiros.
Em busca de subsídios científicos, a Phoenix utilizará um braço robótico de 2.35 metros que escavará a camada de gelo até uma profundidade máxima 20 centímetros. Amostras do material serão coletadas e analisadas pelo laboratório a bordo da sonda.
Os resultados poderão indicar se as condições do local puderam, em alguma época, favorecer o desenvolvimento de algum tipo de vida microscópica. A composição e textura do solo acima da camada de gelo também podem indicar se ocorreram derretimentos, o que seria um indício de ciclos climáticos de longa duração.
Outra importante questão que pode ser analisada é se as amostras coletadas contêm algum tipo de elemento químico relacionado ao carbono, pedra fundamental na construção da cadeia alimentar como a conhecemos.
Além das perfurações que serão feitas pelo Phoenix, câmeras de alta resolução e uma estação meteorológica canadense fornecerão dados sobre o ambiente ao redor do sítio científico.