Le spectromètre à particules alpha et à rayons X (APXS) mesure l’abondance d’éléments chimiques dans les roches et les sols de Mars.
Grâce à son capteur qui a plus ou moins la taille et la forme d'un cube Rubik, la sonde de l'APXS est capable de recueillir des données, de jour comme de nuit. L'analyse complète d'un échantillon, visant à déterminer les éléments qu'il contient ainsi que ceux présents à l'état de traces, prend de deux à trois heures. Une analyse plus rapide peut être effectuée en une dizaine de minutes. Du bout du bras robotique du rover, l'APXS s'approche des échantillons à analyser pour les bombarder de particules alpha (des noyaux d'hélium chargés) et de rayons X, afin d'étudier les propriétés de l'énergie émise en retour par l'échantillon. L'instrument APXS de Curiosity est une version améliorée des spectromètres employés avec succès lors des missions Mars Exploration Rover (MER) (anglais seulement) et Mars Pathfinder (anglais seulement).