Vzorek obsahuje kousek půdy pokrytý bílou krustou, která je předmětem diskuse vědeckého týmu mise. Někteří vědci se domnívají, že by se mohlo jednat o led, zatímco jiní se kloní k tomu, že to nejspíš bude sůl z odpařené vody.

Robotická ruka přenesla vzácný vzorek k malé peci zvané TEGA (Thermal and Evolved Gas Analyzer), ve které ho budou přístroje sondy zkoumat. Zjištěné údaje budou zasílány pozemskému středisku. Proces potrvá několik dní, dodal Peter Smith z týmu, jenž má misi na starosti.

Phoenix měl vzorek marsovské půdy již ve středu, ale operace se opozdila kvůli problémům s komunikací prostřednictvím družice Mars Odyssey, která sondě předává pokyny ze Země. Vědci proto ve čtvrtek odeslali pokyn k odebrání vzorku znovu prostřednictvím družice Mars Reconnaissance Orbiter. Po zkušebním odběru následoval ostrý. Sonda je uzpůsobena k odebírání vzorků půdy až z hloubky půl metru.

Sonda již poslala na Zem snímky marsovského prachu a písku v největším rozlišení, jaké bylo kdy pořízeno. Snímky byly podle NASA pořízeny optickým mikroskopem a jsou na nich částice - některé tak malé, jako desetina průměru lidského vlasu - nabrané na sklíčko, když Phoenix dosedl na povrch Marsu.

Phoenix dorazil na Mars po 296 dnech cesty 25. května. Je první sondou, která bude na Marsu zkoumat arktické pláně.
Sonda o hmotnosti 350 kg vysoká přes dva metry odebírá a analyzuje horninu a uskutečňuje meteorologická měření v okolí místa přistání. Po povrchu Marsu se nepřemísťuje.
Činnost Phoenixu je plánována na 90 dní. Délka mise ale závisí na dodávkách energie, kterou zajišťuje dvojice slunečních panelů netypického vějířovitého tvaru s rozpětím více než 5,5 metru