За время работы Феникс сделал с помощью своих фотокамер и атомно-силового микроскопа более 25 тысяч снимков, передал огромное количество данных о свойствах грунта и льда.
В марсианском грунте на небольшой глубине был обнаружен лед, залегание которого определило картину ландшафта в месте работы Феникса: грунт был покрыт множеством разнообразных трещин.

Также станция обнаружила присутствие в грунте карбоната кальция (то есть мела) и тонких пластинок вещества, похожего на глину. Их наличие означает возможность долгосрочного взаимодействия с жидкой водой с нейтральным или слабощелочным Рh. В грунте арктической зоны были выявлены следы щелочи, в чем состояло крупное отличие от закисленного грунта остальных исследованных зон планеты. Фениксу также удалось найти в почве такие вещества, как перхлораты, которые могут помочь в изучении круговорота воды на планете. Измеряя их концентрацию на разных участках планеты, ученые пытаются восстановить ход перемещения водных потоков по Марсу.