| 水手4号（Mariner 4） | 1964年11月28日发射，1965年7月15日飞越火星 | 美国国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration,NASA） | 飞越 | 对火星近距离探测并将照片传回地球，在火星附近进行星际磁场测量，提供长时间星际飞行工程方面的经验和知识 | 1967年12月21日结束工作。第一次成功飞越火星，传回21张照片，清晰观察到火星上大量陨击坑，记录了约70个陨击坑。证明火星地势有高差变化，否定了火星上的黑色区域代表植被，探测到火星表面大气压为400~700 Pa |
| 水手6号（Mariner 6） | 1969年2月24日发射，1969年7月31日飞越火星 | NASA | 飞越 | 以飞越模式共同执行探测任务。研究火星表面和大气，为未来探测提供数据，寻找有关地外生命方面的信息，探索未来探测的有关技术 | 水手6号传回75张照片，其中49张远距离照片，26张近距离照片，拼接起来覆盖火星表面20%面积。水手7号传回126张照片，其中93张远距离照片，33张近距离照片。分析了火星表面和大气。获得800 M数据，确定火星南极冠主要由碳氧化物组成，表面大气压估计为600~700 Pa，修正了火星质量、半径和形状数据 |
| 水手7号（Mariner 7） | 1969年3月27日发射，1969年8月5日抵达距火星最近处 | NASA | 飞越 |
| 水手9号（Mariner 9） | 1971年5月30日发射，1971年11月14日进入火星轨道 | NASA | 轨道器 | 进入环火星轨道，返回照片和数据，研究火星气候及表面的变化，对80%的火星表面制图 | 1972年10月27日结束工作。第一个安全进入火星轨道的轨道器，传回540 T数据，包括7 329张照片，覆盖80%以上的火星表面，获得了有关火星全球性尘暴、三轴形状、不均匀的重力场和风成活动的信息 |
| 火星2号（Mars 2） | 1971年5月19日发射，1971年11月27日进入火星轨道 | 苏联 | 轨道器+着陆器（着陆时被撞碎） | 获得火星表面和云层的图像，研究表面形貌、成分和物理性质，测量火星表面温度、大气性质，监测太阳风和星际、火星磁场 | 传回大量数据，包括60张照片。所获数据可用于绘制火星表面形貌图，提供有关重力和磁场信息。发现火星表面高达22 km的高山，大气层有原子氢和氧，表面温度变化为-100~13 ºC，大气压500~600 Pa，大气中水蒸气浓度约为地球1/5 000，电离层下界高度为80~110 km，大气7 km高度处有来自尘暴的颗粒 |
| 火星3号（Mars 3） | 1971年5月28日发射，1971年12月2日进入火星轨道 | 苏联 | 轨道器+着陆器（着陆20秒后停止工作） |
| 火星5号（Mars 5） | 1973年7月25日发射，1974年2月12日进入火星轨道 | 苏联 | 轨道器 | 获取火星大气和表面成分、构造和性质的信息 | 绕火星22圈，工作9天，传回60张图片。测得火星最高表面温度-1 ºC，土壤热惯性与0.1~0.5 mm的颗粒一致，风成沉积物的粒度0.04 mm，发现与地球镁铁质岩石类似的U、Th、K成分，40 km高度臭氧层，高水汽含量等 |
| 火星6号（Mars 6） | 1973年8月5日发射，1974年3月12日进入火星轨道 | 苏联 | 飞越+着陆器（发送了224 s数据） | 着陆器进入火星大气层，现场研究火星大气和表面 | 着陆器发送的数据可编制大气对流层结构图。测得火星表面大气压600 Pa，气温-43 ºC，显示比之前报道更多的大气水蒸气 |
| 海盗1号（Viking 1） | 1975年8月20日发射，1976年6月19日进入火星轨道 | NASA | 轨道器+着陆器 | 研究火星表面和大气的生物学、化学组成、天气、地震、磁性、形貌和物理性质 | “海盗1号”轨道器于1980年8月17日结束工作，绕火星飞行1 485圈。着陆器于1976年7月20日着陆，1982年11月13日结束工作，传回表面照片。“海盗2号”轨道器于1978年7月25日结束工作，绕火星飞行了706圈，传回16 000张照片。着陆器于1976年9月3日着陆，1980年4月11日结束工作。“海盗计划”是一次科学与技术上的巨大成功，获得的数据，特别是轨道器获得的数据得到了深入分析与研究。着陆器传回4 500余张照片，轨道器传回51 500余张照片，对97%的表面制图，分辨率达300 m |
| 海盗2号（Viking 2） | 1975年9月9日发射，1976年8月7日进入火星轨道 | NASA | 轨道器+着陆器 | 主要目标是探索火星生物 |
| 火星全球勘测者（Mars Global Surveyor, MGS） | 1996年11月7日发射，1997年9月12日进入火星轨道 | NASA | 轨道器 | 认识表面特征和地质过程，测定表面矿物、岩石和冰物质性质、组成和分布，测量全球地势、火星形状和磁场，监测全球天气和大气热结构，研究表面和大气的相互作用 | 2006年11月14日结束工作。全面研究火星表面、大气和内部。发现天气格局的周期性变化，特别是沙尘暴发生于春季至秋季、代表流水作用的冲沟和碎屑流、新巨砾轨迹和新近形成的陨石坑 |
| 火星探路者（Mars Pathfinder, MPF） | 1996年12月4日发射，1997年7月4日着陆火星 | NASA | 火星车巡视探测 | 对火星表面进行长距离和近距离照相，表面岩石和土壤成分、性质测试，探测火星气象，考察火星环境，为未来探测提供参考 | 1997年9月27日结束工作。旅居者号（Sojourner）火星车传回2.3 G数据，16 500张着陆器拍摄的照片，550张火星车拍摄的照片，15组岩石和土壤的化学分析数据，广泛的风和天气数据。分析结果表明，火星曾经温暖湿润，有液态水和较浓密的大气，显示火星大量类似古河道的证据，频繁的尘卷风使沙尘进入大气，早晨低层大气有水冰云，上午气温波动剧烈 |
| 火星奥德赛（Mars Odyssey） | 2001年4月7日发射，2001年10月24日进入火星轨道 | NASA | 轨道器 | 基于探测数据，评估火星是否适合生命存在，了解火星气候和地质概况，研究辐射对宇航员的潜在危险 | 目前在工作，NASA工作最长的火星探测器。发现火星地下含有丰富的氢，可能以水的形式存在 |
| 火星快车（Mars Express Orbiter） | 2003年6月2日发射，2003年12月25日进入火星轨道 | 欧洲空间局（European Space Agency，ESA） | 轨道器 | 获取火星高分辨率（10 m）地质图像，高分辨率（100 m）矿物学制图，研究火星浅层地下结构、大气循环、大气与表面和星际介质的相互作用 | 目前在工作。轨道器正常工作，Beagle 2着陆器失联，欧洲空间局第一个地外行星探测器。发现北极附近环形山底部一块水凝结成的冰，极光现象，近期冰川活动，火山爆发，以及甲烷气 |
| 火星探测漫游者—勇气号火星车（Mars Exploration Rover- Spirit, MER） | 2003年6月10日发射，2004年1月4日着陆火星 | NASA | 火星车巡视探测 | 机器人地质学家。借助仪器开展地质调查工作，包括照相、岩石取样和分析。通过在岩石和土壤中寻找水存在的证据等数据，帮助确定生命存在的可能性，了解气候和地质特征，为载人火星探测提供资料 | “勇气号”于2004年1月4日到达火星表面，2010年3月22日结束工作；“机遇号”于 2004年1月25日着陆火星表面，2019年2月13日结束工作。最重大的科学发现是土壤中的二氧化硅，是曾经有水的有力证据，另外发现土壤中有硫酸盐存在，是咸水曾经存在的证据。在岩石中发现溴、硫和氯，可能被水深度改性 |
| 火星探测漫游者—机遇号火星车（Mars Exploration Rover-Opportunity, MER） | 2003年7月7日发射，2004年1月25日着陆火星 | NASA | 火星车巡视探测 |
| 火星勘测轨道器（Mars Reconnaissance Orbiter, MRO） | 2005年8月12日发射，2006年3月10日进入火星轨道 | NASA | 轨道器 | 借助目前行星探测计划中最先进的相机，提供火星表面形貌最清晰的细节。增进对火星气候、塑造星球的各种过程以及水在这些过程中的作用，确认一些地方的水的存在，判读有利于生物活动甚至生命的环境，确定未来火星着陆点 | 目前在工作。发现大量水合二氧化硅，表明液态水在表面持续存在的时间可能要比之前认为的长10亿年，在支持生命的环境中扮起重要作用。在碎石表层下广泛埋藏着冰层 |
| 凤凰号火星着陆器（Phoenix Mars Lander） | 2007年8月4日发射，2008年5月25日着陆火星 | NASA | 着陆器 | 主要任务是寻找火星北极地区的生命宜居性。寻找水存在的证据，分析土壤样品成分，确定土壤中是否存在有机化合物，判读现在和过去的环境是否适宜生命存在 | “凤凰号”着陆器于2008年5月25日着陆，2008年11月2日结束工作。发现北极土壤中的盐分，被认为是过去生命的养分，碳酸钙等矿物形式表明曾有水的参与，土壤中氧化性极强的高氯酸盐表明过去严酷的环境，鉴别出土壤样品有水蒸气，确认火星有水，几百万年前气候更湿润温暖 |
| 火星科学实验室—好奇号（Mars Science Laboratory-Curiosity, MSL） | 2011年11月26日发射，2012年8月6日着陆火星 | NASA | 火星车巡视探测 | NASA火星实验室计划的一部分，核心任务是寻找水和生命的证据。探寻生命证据，分析气候特征，开展地质调查，为载人火星探测做准备 | 目前在工作。借助目前最大和功能最强的火星车，发现湖泊遗迹，探测到7×10-6甲烷，打钻发现有积碳颗粒，火星岩石中存在氮化物。提供了早期生命的证据，如液态水、组成生命的关键元素、化学能源及酸度和盐度比较适中的水 |
| 曼加里安号火星轨道器（Mangalyaan） | 2013年11月5日发射，2014年9月24日进入火星轨道 | 印度空间研究组织（ISRO） | 轨道器 | 主要科学目标是探测火星表面形貌、地质结构与物质成分、大气环境、大气成分、大气氘氢比例、甲烷、热点和冰雪 | 轨道器携带5台科学仪器：莱曼α光度计（LAP）、火星甲烷传感器（MSM）、火星大气层中性成分分析仪（MENCA）、火星彩色照相机和热红外成像光谱仪 |
| 梅文号（MAVEN，火星大气与挥发物演化） | 2013年11月18日发射，2014年9月22日进入火星轨道 | NASA | 轨道器 | 研究火星大气中的气体逃逸在火星演化中的作用，探测火星大气与气候的变化历史、液态水及其宜居性 | 目前在工作。目前的发现揭示了火星大气的散逸速率、路径及其演化史；在形成后不久，火星上的生命已不复存在 |
| 火星生物学探测计划2016（ExoMars 2016 Mission） | 2016年3月14日发射，2016年10月19日进入火星轨道 | ESA、俄罗斯联邦空间局（Roscosmos） | 轨道器+着陆器 | 主要目的是探测甲烷和其他大气痕量气体，作为活跃的生物和地质过程的证据。目前在工作 | 包括痕量气体轨道器和着陆器。痕量气体轨道器于2016年10月19日进入火星轨道，Schiaparelli 着陆器于2016年10月16日从轨道器释放，19日失联。科学探测于2017年12月开始 |
| 洞察号火星着陆器（InSight） | 2018年5月5日发射，2018年11月26日着陆火星 | NASA | 着陆器 | NASA发现探测计划的一部分，通过研究火星内部结构与过程，理解类地行星的演化，确定当前火星的构造活跃程度以及流星的撞击率 | 目前在工作，计划于2020年11月结束主要工作 |