1960 年 10 月 10 日，前蘇聯向火星發射了第一枚探測器。1964年美國發射的水手4 號， 是有史以來第一枚成功到達火星併發回資料的探測器。
在1971年，蘇聯發射火星3號成為了首顆在火星著陸的探測器，儘管它只工作了20秒，但是也成為了人類探測器在火星著陸的一個重要里程碑。
1975年8月20日美國發射的海盜1號，成為了全球首個能成功登陸火星的衛星。
在20年後，1996年，美國的火星環球偵測者號發射成功，這枚探測器持續工作了 10 年，直到 2006 年才失去訊號聯絡，它是最成功的火星探測任務之一。它利用所攜帶的一些專業儀器，進行海拔高度測量，科學家繪製了火星的地形圖。
▲火星3D地圖
進入00年代，歐盟和中國也加入了火星探測的行列中，而美國在這一時期迎來火星探測“大爆發”，在火星探測事業上遙遙領先。
2003年，美國將勇氣號和機遇好兩輛火星車送往太空，對火星進行實地考察。勇氣號在執行任務期間，曾首次找到火星上曾有水存在的證據，並從火星上拍攝到了地球的照片。而機遇號截至2018年1月25日，已在火星漫遊14年多，取得了很大的成績，並於2019年2月13日任務結束。
2007年美國鳳凰號探測器首先證實了火星上的確存在水，還找到了火星上存在碳酸鈣和粘土的線索。同年，歐洲航天局的“羅塞塔”彗星探測器靠近火星飛行，順利完成利用火星引力調整飛行速度和軌道的任務。
2007 年 6 月中俄正式簽署合作協議，中國火星探測計劃中的第一顆火星探測器螢火一號計劃於 2009 年搭載俄羅斯的聯盟號運載火箭發射，但是俄國老大哥的火箭一再出問題，中國也轉而研發自己的火星探測系統。
