Tri su glavna znanstvena uređaja na Odiseji: THEMIS (engl. krat. za, približno, Sustav za snimanje toplinske emisije), koji bilježi infracrveno zračenje odaslano s tla, kako bi se odredila razdioba minerala, osobito onih koji se javljaju jedino u nazočnosti vode; GRS (engl. krat. za Spektrometar gama-zraka), koji je u stanju na površini Marsa ustanoviti prisutnost 20 elemenata, uključujući i vodik u plitkom sloju ispod površine; MARIE (eng. krat. za Uređaj za mjerenje zračenja na Marsu), koji treba ustanoviti koja bi mjesta bila najsigurnija za boravak ljudske posade.