Il veicolo di lancio fornisce alla navetta la velocità necessaria per superare la forza di gravità e impostare la rotta verso Marte. Il missile scelto per la missione è stato il veicolo di lancio Boeing Delta II. La famiglia di missili Delta II è stata già utilizzata in passato dalla NASA per oltre 90 missioni, fra cui le ultime cinque missioni su Merte: Mars Global Surveyor e Pathfinder nel 1996, Mars Climate Orbiter nel 1998, Mars Polar Lander nel 1999 e Mars Odyssey nel 2001.

Per la missione Rover A è stato usato un missile standard Delta II 7925, lanciato il 10 giugno 2003, mentre per la missione Rover B, iniziata il 7 luglio 2003, è stato utilizzato un Delta II 7925H, dove “H” stà per “Heavy”, in quanto il missile era più potente del precedente.

In ogni caso i due veicoli di lancio sono simili per la struttura delle compunenti, che è la seguente: I stadio: serbatoi di carburante e ossigeno che alimentano il motore principale durante la salita Razzi a carburante solido: Usati per aumentare la spinta totale. In tutto sono 9, dei quali 6 vengono accesi alla partenza e gli altri 3 in seguito durante la salita Guscio di protezione: scudo di metallo che protegge la navetta durante la salita nell’atmosfera terrestre. II stadio: carburante, ossidante e i sistemi di guida del missile. Viene attivato due volte dopo il distacco del I stadio: la prima per portare il terzo stadio nell’orbita bassa della Terra, e poi per orientarlo III stadio: motore a combustibile solido che fornisce la gran parte della spinta necessaria a lasciare l’orbita terrestre e spingere la navetta nella traiettoria verso Marte. Viene acceso dopo il disatacco con il II stadio e, una volta finito il carburante, si stacca anche dalla navetta, che prosegue la proprioa corsa.