Roket Proton-M buatan Rusia mengangkut Trace Gas Orbiter (TGO) dan pendarat Schiaparelli EDM. Membangun dua perangkat itu perlu waktu 10 tahun. Roket siap diluncurkan dari Baikonur Cosmodrome di Kazakhstan setelah diisi penuh bahan bakar.

Beberapa jam setelah diluncurkan, orbiter (hitam) dan pendarat (emas) akan melepaskan diri dari roket. Dimulai penerbangan selama 7 bulan menuju planet Mars. Kondisi orbital Mars dan Bumi Yang seharis menjadi keuntungan bagi misi ExoMars. Dengan itu waktu perjalanan jadi relativ lebih pendek.

Setelah 200 hari terbang di angkasa luar, wahana orbiter dan pendarat akan memisahkan diri tiga hari menjelang memasuki Orbit planet Mars. Diperhitungkan pemisahan dilakukan akhir Oktober. Kedua wahana robotik itu akan melakukan misi terpisah secara mandiri.

Wahana pendarat akan mendekati planet Mars dengan kecepatan 20.000 Kilometer per jam. Lokasi pendaratan : Meridiani Planum sebuah lokasi datar yang dipenuhi mineral hematit. Di bumi biasanya ditemukan di sumber air panas. Jadi siap mendarat di permukaan panas.

Teorinya atmosfir Mars akan memperlambat laju wahana pendarat. Sebuah parasut akan bertindak sebagi rem yang menurunkan kecepatan hingga tinggal 200 kilometer per jam (gambar model). Pada ketinggian 1.2 Kilometer, roket booster untuk mengerem laju wahana akan dihidupkan, agar pendaratan berlangsung Mulus dan empuk.

Setelah mendarat di Mars, sejumlah instrumen di dalam wahana pendarat akan mengumpulkan data atmosferik selama 4 hari. Data ini akan menjadi informasi kritis bagi ilmuwan Rusia dan Eropa terkait pendaratan rover pada misi berikutnya. Baterai pada Schiaparelli hanya tahan 4 hari, setelah itu semua peralatan akan mati.

Orbiter di atas planet Mars juga akan melakukan tugasnya. Untuk itu posisi Orbiter akan dikoreksi terlebih dulu menggunakan Booster roket.

Tugas Orbiter adalah "mencium" atau "melacak" jejak gas yang ada di atmosfir Mars. Terutama dilacak keberadaan gas Metana. Karena gas ini bisa menjadi petunjuk adanya sisa atau bahkan aktifitas kehidupan yang masih eksis di planet merah. Tugas Orbiter mencium jejak gas akan berlangsung beberapa tahun, hingga misi berikutnya diluncurkan.

Tahun 2018 akan diluncurkan misi ExoMars berikutnyam, untuk mendaratkan wahana penjelajah atau rover di lokasi yang saat ini sedang diteliti. Misalnya di Oxia Planum yang kaya unsur besi dan Magnesium dan berada 3000 meter di bawah permukaan dataran Mars. Diduga masih ada jejak air di sana.

Rover juga akan mengebor tanah di planet Mars untuk mengumpulkan sampel dari bawah permukaan. Harapan para ilmuwan Eusia dan Eropa, di kedalaman Mars akan ditemukan molekul organik. Ini bisa menunjukan jejak aktifitas biologis di Mars. Jika ditemukan ini menjadi sukses pertama bukti adanya jejak kehidupan di planet merah itu.