Große Erwartungen waren mit dem Start der Raumsonde Mars Polar Lander verbunden. Ende der 1990er Jahre plante die NASA, eine ganze Flotte von Raumsonden zum Mars zu entsenden. Nach dem Erfolg der Pathfinder Mission sollte jedes folgende Startfenster genutzt werden. Mit dem MPL wollte die NASA erstmals versuchen, einen kleinen stationären Lander in der Nähe des Mars Südpols niedergehen zu lassen. Hier sollte eine Panoramakamera Bilder in verschiedenen Spektralbereichen liefern. Vor allem aber verfügte der Lander über einen 2 Meter langen Roboterarm, der Bodenproben entnehmen und zur weiteren Analyse einer Kamera, einer Temperatursonde oder einem Gas-Analyzer zuführen konnte. Denn an den Polen des Mars befinden sich Eiskappen aus gefrorenem Kohlendioxid (Trockeneis) und vermutlich auch Wassereis. Damit bilden die Polkappen einen Ausgangspunkt für die Suche nach Leben auf dem Mars. Der MPL sollte aber darüberhinaus noch als Wetterstation fungieren. Das Meteorologiepaket konnte die Lufttemperatur, Windgeschwindigkeit und –richtung sowie die Wasserdampf– und Kohlendioxidkonzentration bestimmen. Ein Mikrofon sollte zudem erstmals Geräusche von einem fremden Planeten übertragen. Neben dieser primären Mission flog mit dem Mars Polar Lander auch die Deep Space 2 (DS 2) Mission aus dem sogenannten New Millennium Programm. Sie bestand aus zwei Mikrosonden, die an der Versorgungsstufe des MPL montiert waren. Kurz nach der Trennung des MPL von der Versorgungsstufe sollten sich auch die beiden DS 2 Penetratorsonden „Scott“ und „Amundsen“ abtrennen und mit hoher Geschwindigkeit auf den Mars zustürzen. Beim Aufprall auf der Marsoberfläche wurde ein Eindringen in den Marsboden von bis zu 1 Meter Tiefe erwartet. Aus dieser Tiefe sollten die Penetratoren dann ebenfalls eine Bodenprobe entnehmen und analysieren.
Der Start der Doppelmission erfolgte am 03.01.1999 mit einer Delta 7425 PAM-D von Cape Canaveral. Er gelang ohne Probleme und ebenso verlief der weitere interplanetare Flug. Am 03.12.1999 erreichte der Mars Polar Lander schließlich den Mars. Alles deutete zunächst auf ein erfolgreiches Retromanöver hin, doch nach dem berechneten Zeitpunkt des Bremsmanövers gab es keinen Funkkontakt mehr. Kurzzeitig gab es noch einmal Hoffnung, als einige schwache Funksignale aufgefangen wurden, die vom MPL zu stammen schienen. Später wurden sie aber doch natürlichen Phänomenen zugeschrieben. Die Ursache für den Verlust der Sonde wurde von der NASA eingehend untersucht und auch von Experten kontrovers diskutiert. Belastbare Indizien zum Verbleib der Sonde konnten aber nicht gewonnen werden — im Gegensatz zum Schicksal der Mars Climate Orbiter Mission zwei Monate zuvor. Schließlich kamen jedoch immer mehr Fakten ans Licht, die das „faster, cheaper, better“ Konzept der NASA in einem schlechten Licht erscheinen ließen. So zeigte sich, daß einige Komponenten, darunter das Triebwerkssystem der Sonde, unzureichend getestet worden waren. Im offiziellen Abschlußbericht wurde als Ursache für den Verlust des MPL dann auch ein vorzeitiger Brennschluß des Bremstriebwerks genannt, ohne für dieses Ereignis eine definitive Begründung zu liefern. Bei Tests zeigte sich jedoch, daß das Einrasten des Landegestells in allen Simulationen vom Bordcomputer des MPL fälschlich als Bodenkontakt aufgefaßt wurde. Dies hätte zum Abschalten des Bremstriebwerks etwa 40 m über der Marsoberfläche geführt. Für einen Aufprall mit 22 ms–1 war der Mars Polar Lander aber nicht ausgelegt. Dieses Fehlerszenario erklärte allerdings nicht den gleichzeitigen Verlust der beiden DS 2 Penetratorsonden. Doch der NASA Report mußte deren Status im Nachhinein als nicht flugtauglich feststellen. Die Penetratoren waren ohne jede echte Flugqualifikation mit auf die Mission gegeben worden. Ein weiteres realistisches Fehlerszenario wurde von Experten außerhalb der offiziellen NASA Untersuchungskommission entwickelt. Danach war der NASA vor dem Start des MPL bereits bekannt, daß das Triebwerk bei langanhaltenden tiefen Temperaturen zu versagen und eventuell sogar zu explodieren drohte.
Letztlich führte der Verlust der MPL/DS 2 Mission zu einem Halt im NASA Marsprogramm. Der Flugplan wurde neu aufgestellt, gestreckt und vor allem wurden alle folgenden Missionen einem kritischen Check unterzogen. Die NASA sah sich deutlicher Kritik gegenüber und mußte teils erhebliche Änderungen in ihrem Management vornehmen.