В течение 12 часов ракета-носитель «Протон-М» должна вывести будущий спутник Марса Trace Gas Orbiter и закрепленный на нем экспериментальный посадочный аппарат EDM Schiaparelli на межпланетную траекторию. Главная цель данного этапа миссии – исследовать атмосферу планеты и наладить обмен данными с марсоходом.
Всего в рамках «ЭкзоМарса» планируется запустить две миссии на Марс – в 2016 и 2018 годах, причем марсоход планируется высадить в ходе миссии 2018 года. На марсоход должны быть установлены в том числе и два прибора, разработанные российским Институтом космических исследований РАН (ИКИ) – нейтронный спектрометр «Адрон-РМ» и инфракрасный спектрометр ИСЕМ.
В сентябре 2015 года Роскосмос и Европейское космическое агентство (ESA) сообщили, что запуск аппарата, ранее назначенный на январь 2016 года, состоится в марте. Старт был отложен из-за замены оборудования на Schiaparelli.