Curiosity weegt 899 kilogram is 2,9 meter lang, 2,7 meter breed en 2,2 meter hoog, beschikt over zes wielen, een zeer flexibel onderstel waarmee hij over obstakels tot wel 65 centimeter hoog kan rijden en heeft een snelheid van 4 centimeter per seconde.
Onderzoekers hopen dat de rover het 2 jaar of langer volhoudt en in die tijd ongeveer 20 kilometer aflegt.
Om monsters te kunnen nemen heeft de rover een arm met een boor, die tot 5 centimeter diep in het gesteente kan boren. Deze arm is ook uitgerust met een camera voor close-ups. Curiosity kan ook op afstand werken, met een laser kan hij tot op zeven meter afstand de bodem of stenen raken om te zien waar ze uit bestaan. Stoffen die vrijkomen door de laserstraal kunnen gemeten worden door een speciale telescoop van Curiosity.
Met een eigen weerstation kunnen druk, temperatuur en vochtigheid worden gemeten en ook het stralingsniveau op Mars. Camera's bovenop een mast van Curiosity maken foto's en video's.
De rover heeft een nucleaire batterij en dus geen zonnepanelen. Deze kleine reactor heeft genoeg energie om het systeem continue van 110 watt aan elektriciteit te voorzien.