V průběhu mapování Mars Global Surveyor předával na Zemi (rychlostí 85333 bitů za sekundu) údaje ze šesti hlavních vědeckých přístrojů. Celkem by mělo být přeneseno téměř 83 gigabytů dat (to představuje více než 130 plných CD-ROMů). Zkoumání bylo zaměřeno na atmosféru Marsu, rozložení minerálů, skal i ledovců na planetě, magnetické vlastnosti a topografii povrchu.

Kamera (Mars Orbiter Camera)
Poskytovala jak snímky Marsu podobné těm, které vidíme v předpovědích počasí na Zemi, tak i detailní obrázky s rozlišením 1.5 metru.

Laserový výškoměr (Mars Orbiter Laser Altimeter)
Odrazem laserového paprsku od povrchu se měřila výška hor a hloubka údolí na Marsu.

Termální spektrometr (Thermal Emission Spectrometer)
Měřil teplo vyzařované z Marsu a tak studoval atmosféru a složení minerálů na povrchu.

Magnetometr (Magnetomer/Electron Reflectometer)
Měřil magnetické vlastnosti Marsu a tím umožnil zkoumat vniřek planety.

Retranslátor (Mars Relay)
Bude přijímat data z budoucích sond NASA, které přistanou na povrchu Marsu, a předávat je dále na Zemi.

Analýza signálu (Radio Science)
Analýza radiového signálu, přijímaného ze Surveyoru na Zemi, umožnila přesně určit tvar planety a strukturu atmosféry.