Los objetivos de ExoMars consisten en buscar pistas de vida tanto en el pasado como en la actualidad, investigar cómo el agua y el ambiente geoquímico marciano varía con el tiempo, estudiar la composición de las trazas de gases existentes en la atmósfera así como sus fuentes de origen, a la vez que poner a prueba la tecnología para fuera viable una hipotética misión que trajera muestras de vuelta desde Marte.