Entrou para a Força Aérea. Serviu o Brasil até 1998, quando foi selecionado e passou a representar o país na NASA, em , no Programa da Estação Espacial Internacional.
Em 2005, o astronauta foi convidado a participar como tripulante da Missão Centenário, criada, definida, contratada e gerenciada pela Agência Espacial Brasileira. Os objetivos da Missão eram: para realizar experimentos nacionais em microgravidade, incentivar o crescimento dessa área de pesquisa no Brasil, homenagear o herói Santos Dumont e promover o Programa Espacial Brasileiro.
Em março de 2006 Marcos Pontes levou a bandeira do Brasil, pela primeira vez na história do país, em órbita da Terra.
Pontes continuou sua trajetória de aprendizado pessoal e ascensão profissional, sempre disposto a ajudar a quem precisa e compartilhar seu conhecimento.
