Phòng thí nghiệm khoa học Sao Hỏa (Mars Science Laboratory-MSL) là dự án của NASA[3][4] nhằm đưa robot thám hiểm tự hành (rover) mang tên Curiosity lên Sao Hỏa. Curiosity được phóng lên vào ngày 26 tháng 11 năm 2011 và đã đổ bộ lên Sao Hỏa vào khoảng 5:31 UTC ngày 6 tháng 8 năm 2012. Nó thực hiện cuộc đổ bộ chính xác nhất từ trước tới nay lên Sao Hỏa. Curiosity sẽ đánh giá liệu Sao Hỏa đã từng, hoặc vẫn còn cho đến ngày nay, một môi trường có khả năng tạo điều kiện cho các vi sinh vật tồn tại. Nói cách khác, nhiệm vụ của robot sẽ là xác định khả năng ở được của hành tinh đỏ này. Nó cũng sẽ phân tích các mẫu hất tung lên từ đất và các bột thu được từ khoan vào đá.[5]MSL có khối lượng gấp 5 lần và khối lượng các thiết bị khoa học mang theo gấp 10 lần so với hai robot tự hành Spirit hoặc Opportunity.[6] Rover MSL sẽ được phóng lên bởi tên lửa Atlas V 541 và theo kế hoạch sẽ hoạt động ít nhất 1 năm Sao Hỏa (668 ngày Sao Hỏa/686 ngày Trái Đất) và thám hiểm trên vùng rộng lớn hơn so với các rover trước đó.Mars Science Laboratory nằm trong chương trình thám hiểm Sao Hỏa của NASA, một nỗ lực lâu dài sử dụng các robot nhằm thám hiểm hành tinh đỏ, và dự án này do Phòng thí nghiệm sức đẩy phản lực (Jet Propulsion Laboratory) của Đại học công nghệ California quản lý cho NASA. Tổng chi phí của dự án MSL khoảng 2,5 tỷ đô la Mỹ.[7]