1962年11月，苏联发射“火星1号”探测器，在飞离地球1亿公里时与地面失去联系，从此下落不明，它被看作是人类火星探测的开端。
1965年7月，美国“水手4号”飞近火星，从距离火星1万公里处拍摄了21幅照片。
1972年，美国“水手9号”飞船沿火星外层空间轨道飞行，成为火星的第一颗人造卫星，环绕火星轨道进行长期考察。
1974年，苏联“火星6号”和“火星7号”探测器在火星着陆，探测结果没有公布。
1998年7月，日本发射“希望”号火星探测器，但以失败告终。
2001年4月，美国发射“奥德赛”号火星探测器，发现火星表面可能有丰富的冰冻水。
2003年6月，欧洲宇航局的第一个火星登陆器“猎兔犬2号”及其搭乘的“火星快车”探测器由俄罗斯火箭发射升空，“猎兔犬2号”登陆火星后与地面失去联系。
2003年6月，携带“勇气”号火星车的美国“火星探测流浪者”号探测器升空。次年1月“勇气”号火星车在火星表面成功着陆。
2008年，美国“凤凰”号探测器成功登陆火星，后失去联系。
2011年11月，俄罗斯“福布斯-土壤”火星探测器及其搭载的“萤火一号”火星探测器发射失败。
2011年11月26日23时2分，美国“好奇号”火星探测器发射成功，顺利进入飞往火星的轨道。
2012年8月6日， 美国“好奇号”火星探测器成功降落在火星表面，展开为期两年的火星探测任务。
2013年11月5日，印度“曼加里安”(Mangalyaan)火星探测器从印度萨迪什亚万发射场成功发射升空。2014年9月24日上午10点30分左右成功进入火星轨道。
2014年9月22日10时25分，美国“火星大气与挥发演化”(MAVEN)探测器经过10个月的漫长航行，成功进入绕火星运行的轨道。
