MARS500试验的主要目的是探索“人与环境”相互作用，了解长期密闭环境下乘组健康状态及工作能力状况。特别是获取超长时间飞行、无安全自主控制、资源有限、无法实施身体及心理特殊治疗、完成火星表面出舱活动等条件下的相关数据。
其主要任务包括：
1. 研究模拟飞行环境对航天员的健康和工作能力的影响；
2. 充分考虑火星飞行的特点，研究乘组活动的组织、乘组与地面飞行控制中心的协同配合；
3. 研究长期密闭条件下，居住环境监测与控制的原则、方法和手段；
4. 设计并模拟登陆火星及火星表面的活动及作业模式；
5. 制定乘组健康状况及工作能力的监控、诊断和预测的原则、方法和手段，完善医疗救助和预防措施；
6. 完善医学和生理学数据的采集、处理与分析手段；
7. 验证为乘组活动提供保障作用的信息帮助系统功能，特别是电子数据的存储和传输；
8. 制定远程遥测医学监督的方法和手段；
9. 验证心理支持方法及自主心理支持手段；
10. 评价现代新技术系统和新手段对人生命安全的保障作用。
