Målet for ekspedisjonen var å utforske de ukjente områdene i Polhavet, sterkt inspirert av Nansens tidligere ekspedisjon med «Fram». Planen var at man skulle seile langs kysten av Sibir og gå inn i isen lenger mot nord og øst enn det Nansen hadde gjort. I motsetning til Amundsens tidligere ekspedisjoner hadde denne ekspedisjonen en klar vitenskapelig profil, og inkluderte geofysikeren Harald Ulrik Sverdrup.