1998年2月11日打ち上げられて火星の周回軌道から気象や大気状態や地表変化を観測する。マーズ・ポーラー・ランダーのデータ信号の中継も行う。1999年9月23日に火星軌道に到着したが通信が途絶えた。その後の調査では、探査機製造会社とNASAのナビゲーターが使う単位に食い違いがありマーズ・クライメイト・オービターは火星に接近しすぎて燃え尽きたらしいことがわかった。ミッションは終了した。