La misión Ariel responde a uno de los objetivos principales del programa Cosmic Vision de la Agencia Espacial Europea (ESA), que busca conocer las condiciones para la formación de los planetas y para la emergencia de la vida. Ariel permitirá estudiar la composición de los planetas, cómo se forman y cómo evolucionan, analizando una muestra diversa de unas mil atmósferas planetarias de manera simultánea en el visible y en el infrarrojo.
“Ariel permitirá la ciencia planetaria mucho más allá de los límites de nuestro propio Sistema Solar”, señala Günther Hasinger, director de ciencia de la ESA. 
“Se trata de la primera misión espacial dedicada exclusivamente al estudio de las atmósferas exoplanetarias, y sabemos que la atmósfera de un planeta es clave para conocer su formación y evolución. Lejos queda ya la fase donde descubríamos nuevos planetas, e incluso aquella en la que se detectaba por primera vez vapor de agua, metano o dióxido de carbono en sus atmósferas. Con más de cuatro mil exoplanetas descubiertos hasta la fecha, entramos en la fase de entender y explicar su diversidad, no solo de los planetas en sí, sino en particular de sus atmósferas”, señala Manuel López Puertas, investigador del IAA-CSIC que participa en la misión.

Ariel no solo estudiará la composición química y las estructuras térmicas de los planetas, sino que lo hará vinculándolas con el entorno de la estrella anfitriona. “Para conocer con exactitud datos básicos como el tamaño y la masa de los planetas necesitamos determinar con precisión los parámetros de su estrella. También, la información sobre la composición de la estrella anfitriona es clave para conocer la composición de los planetas que se formaron en su seno y la migración de los mismos”, señala Camilla Danielski, investigadora del IAA-CSIC que participa en la misión. Esto cubrirá un vacío significativo en nuestro conocimiento sobre la relación entre la química del planeta y el entorno en el que se formó, o sobre si el tipo de estrella anfitriona determina la evolución del planeta.
Ariel empleará el método de los tránsitos y las ocultaciones, que estudian las señales que se producen cuando un planeta pasa por delante de su estrella o se oculta tras ella. La misión podrá detectar signos de compuestos bien conocidos en la atmósfera de los planetas, como vapor de agua, dióxido de carbono y metano. También detectará compuestos metálicos más exóticos para descifrar el entorno químico general del distante sistema solar. Para un grupo seleccionado de planetas, Ariel también realizará un estudio profundo de sus sistemas de nubes y estudiará las variaciones atmosféricas estacionales y diarias.
Ariel llevará la caracterización de exoplanetas al siguiente nivel al estudiar estos mundos distantes de manera individual y como poblaciones, y aportará un censo químico de cientos de sistemas solares que permitirá comprender mejor nuestro vecindario cósmico. La observación de estos mundos aportará luz sobre las primeras etapas de la formación planetaria y atmosférica, así como de su posterior evolución, y permitirá comprender cómo nuestro propio Sistema Solar encaja en la imagen más amplia los sistemas planetarios.
Varios centros de investigación españoles participan en la misión, tanto desde el ámbito científico como tecnológico. Entre ellos se encuentra el Instituto de Astrofísica de Andalucía, que colabora en la vertiente científica a través de los grupos de trabajo denominados “Sinergias con los planetas del Sistema Solar” y “Caracterización estelar”, este último coordinado por Camilla Danielski (IAA-CSIC).