Ötven éve, 1962. november 1-jén a világon elsőként űrszondát bocsátottak fel a Szovjetunióban a Mars bolygó irányába. A vörös bolygó meghódítását közvetlen csillagászati bolygószomszédunk megismerésén túl az is indokolja, hogy esetleg élet nyomaira bukkannak a felszínén.
A Mars–1 feladata a bolygó megközelítése, fotótelevíziós felvételek készítése, valamint a kozmikus sugárzás, a napszél és a meteoritáramok tanulmányozása volt. A kísérlet azonban nem érte el célját: az utolsó rádió-összeköttetés 1963. március 21-én a Földtől 106 millió kilométerre jött létre, aztán végleg megszakadt. Ez akár sikernek is tekinthető, hiszen ilyen távoli kapcsolattartás addig nem történt. A pályamérésekből arra következtettek, hogy az űrszonda 1963. június 19-én mintegy 193 ezer kilométerre közelítette meg a Marsot.
Az oroszok az első sikeres kísérletet 1971-ben a Mars–2-vel, illetve 3-mal hajtották végre: a két űrjármű a bolygó körül keringve fotózta a felszínt, és míg az előbbi becsapódott a bolygó felszínébe, az utóbbi leszállóegysége 20 másodpercen át adatokat sugárzott a felszínről, így elkészítette az első – nem teljes – panorámaképet is.
Ám az első közeli fényképeket a vörös bolygó felszínéről ezt megelőzőleg egy amerikai űrszonda, a Mariner–4 készítette el: 1964. július 15-én 9800 kilométerre repült el a Mars mellett, és az akkor készült első 21 fekete-fehér közelképből kiderült, hogy a felszín kráterekkel szabdalt, nincsenek Mars-csatornák a bolygón, és nem létezik semmilyen rivális civilizáció. Légköre főleg szén-dioxidból áll, és a felszíni légnyomás a földinek csak századrésze.
Számos kudarc után az első sikeres Mars-szonda az 1976–1977-es Viking-küldetések óta az 1997-ben landolt Nyomkereső (Mars Pathfinder) volt, amely – a fedélzetén szállított robotjármű segítségével – az élet nyomait, az éghajlatot és a természeti erőforrásokat kutatta. A jármű fő tervezője a magyar származású Bejczy Antal mérnök. A Nyomkereső hazaküldött adatai megerősítették a csillagászok korábbi feltételezését, mely szerint a Marson valaha hatalmas mennyiségű víz hömpölygött. A három hónapos expedíció során a Marsról összesen 2,6 milliárd tudományos adatot, 16 ezer fényképet, valamint 15 komplett vegyi elemzést továbbítottak a Földre.
2012. augusztus 6-án sikeresen szállt le a bolygó felszínére a Curiosity (Kíváncsiság) marsjáró, mely 2,5 milliárd dollár összköltségű program keretében két évig kutat az élet nyomai után a Marson. Ez volt az amerikai űrhivatal által végrehajtott hetedik sikeres leszállás az égitesten. A hivatalosan Marsi Tudományos Laboratóriumnak nevezett rover már négy nappal később színes, körpanorámás képeket küldött a vörös bolygóról, majd egy új kőzetfajtát talált, amely összetételében nem a korábbi marsi mintákhoz, hanem inkább egy Földön található ritka vulkáni kőzethez hasonlít.
