Помимо камеры HiRISE, на борту MRO установлена контекстная камера низкого (около 8 м/пиксель при ширине полосы захвата около 40 км) разрешения (Context Camera, CTX), снимки которой будут служить «основой» для привязки мозаики снимков высокого разрешения и других растровых данных, и мультиспектральная – 5 каналов в видимой области спектра – камера (Mars Color Imager, MARCI).

MRO оснащен также растровым спектрометром видимого и ИК-диапазонов (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometers for Mars, CRISM), предназначенным для определения химического состава геологических пород, радиометром для зондирования атмосферы планеты (Mars Climate Sounder, MCS).

Исследования внутреннего строения подповерхностных слоев будут проводиться с помощью радара глубинного зондирования подповерхностных областей (Shallow Subsurface Radar, SHARAD) рабочей частотой 15-25 МГц. Его разрешение будет составлять от 300 м до 3 км в плане и до 15 м по вертикали, что сделает возможным получение трехмерных моделей внутреннего строения геологических пород планеты на глубину до 1 км.