桅杆相机安装在“好奇”号主车身上方的桅杆上，由两个彩色相机组成，是“好奇”号的主要成像工具。它相当于“好奇”号的左、右眼，可以拍摄火星表面的三维图像。

　　化学与摄像机仪

　　化学与摄像机仪最远可向约9米外的火星岩石或土壤发射激光，使其表面薄层汽化，而后分析汽化后的成分。它包含一个可以确认受激原子类型的光谱仪和一个可以捕捉激光照射区域详细图像的望远镜，其激光器位于“好奇”号桅杆上。

　　阿尔法粒子X射线光谱仪

　　阿尔法粒子X射线光谱仪安装在“好奇”号机械臂末端，负责测量火星岩石和泥土中不同化学元素的丰度。这一仪器与样本接触后，能发射X射线和氦核，将样本元素中的电子轰出原子核轨道，进而产生X射线。根据放射出的X射线特征，科学家能够确定遭轰击元素的类型。

　　火星手持透镜成像仪

　　火星手持透镜成像仪功能相当于一个超级放大镜，位于“好奇”号机械臂末端，可以拍摄火星表面岩石、土壤的详细图像，其精细度可以达到拍摄出一根头发丝的水平。这台仪器相当于科学家的一个高科技手持透镜，可以对准他们希望对准的任何地方。

　　化学与矿物学分析仪

　　化学与矿物学分析仪可通过X射线衍射分析“好奇”号机械臂搜集的粉末状岩石和土壤样本，确定其中的矿物晶体结构。X射线衍射是地质学家在地球上常用的重要分析技术，但在火星上还从未使用过。

　　火星样本分析仪

　　火星样本分析仪是“好奇”号的心脏，重约38公斤，约占“好奇”号科学仪器总重量的一半。它由3个独立的仪器构成：质谱仪、气相色谱仪和激光光谱仪。这些仪器负责搜寻构成生命的要素——— 碳化合物。它们还将搜寻与地球上生命有关的氢、氧和氮等元素，评估某些元素不同同位素的比例，寻找行星变化的线索。

　　火星车环境监测站

　　火星车环境监测站安装在“好奇”号桅杆中部，负责测量火星气候的日常和季节性变化。它能够评估火星表面风速、风向、气压、相对湿度、地面温度、紫外线辐射程度等。这一设备是由西班牙提供给美国航天局的。

　　辐射评估探测器

　　辐射评估探测器用于准备未来的火星探索任务。它能监测来自太阳的高能原子和亚原子粒子，评估火星表面的辐射环境及其对未来登陆火星宇航员的危害。这些信息对未来的载人火星探索以及评估火星是否具有适于生命存在的环境都很重要。

　　动态中子反照率探测器

　　动态中子反照率探测器安装在“好奇”号主车身背部附近，用于寻找火星地下的水冰以及晶体结构中含有水分子的矿物。这台仪器可向火星地表发射中子束，然后记录中子束的散射速度。氢原子可以延缓中子的速度，如果大量中子速度迟缓，便说明地下可能存在水或者冰。这一由俄罗斯航天署提供的探测器能够发现火星地表下50厘米以内的氢原子。

　　火星降落成像仪

　　火星降落成像仪是一台小型摄影机，安装在“好奇”号主车身上，负责拍摄“好奇”号着陆过程的影像，并为科学家提供盖尔陨坑的地质信息。