Eksplorasi Mars telah menjadi prioritas serius dari program luar angkasa yang lebih besar di dunia sejak tahun 1960, ketika Uni Soviet berusaha meluncurkan wahana antariksa Korabl 4 dan Korabl 5 ke Planet Merah sebagai bagian dari program Marsnik. Roket yang mendorong probe ini gagal memberikan daya dorong yang cukup, dan keduanya jatuh kembali dan terbakar di atmosfer setelah nyaris tidak berhasil mencapai luar angkasa. Ini akan menjadi yang pertama dalam barisan panjang misi Mars yang gagal dan setengah gagal.
Antara tahun 1960 dan 1964, Soviet gagal untuk mendapatkan probe ke Mars pada tujuh kesempatan tambahan, dengan probe baik gagal pada peluncuran atau penghentian komunikasi sebelum mencapai planet ini. Penyelidikan pertama yang berhasil ke Mars adalah Mars 2, yang tiba di orbit di sekitar Planet Merah pada 27 November 1971. Pendaratnya, yang seharusnya mendarat dan melakukan pengukuran, jatuh di permukaan Mars dengan kecepatan 6 km/s (13,421 mph) ketika sistem keturunan pada modul tidak berfungsi. Namun, ini adalah objek buatan manusia pertama yang mencapai permukaan Mars, dan karena itu merupakan tonggak sejarah dalam eksplorasi Mars.
NASA meluncurkan beberapa probe ke Mars pada 1960-an, termasuk Mariner 4, yang terbang melewati Mars pada 14 Juli 1965, memberikan gambar close-up pertama dari planet lain. Setibanya di orbit Mars, penyelidikan NASA lainnya, Mariner 9, mengamati badai debu di seluruh planet, contoh pertama dan satu-satunya dari fenomena ini yang diketahui saat ini. Badai debu di seluruh planet tidak mungkin terjadi di Bumi karena lautan dan sebagian kecil permukaan bumi tertutup oleh gurun. Sebaliknya, Mars tertutup 100% gurun.
Zaman Keemasan Eksplorasi permukaan Mars oleh wahana antariksa terjadi pada akhir 1970-an, ketika pendarat Viking 1 dan Viking 2 mencapai Mars, memberikan bidikan close-up pertama dari permukaan planet lain. Penyelidikan ini juga menguji tanah untuk molekul organik, yang tidak mereka temukan, mengecewakan banyak orang yang mengharapkan tanda-tanda kehidupan mikroba di Mars. Misi juga berkontribusi pada eksplorasi Mars dengan memasukkan pengorbit yang tinggal di orbit selama berbulan-bulan, mengirimkan kembali informasi tentang planet ke Bumi.
Aspek eksplorasi Mars yang paling dinanti adalah pendaratan manusia di Mars. Namun, tingkat keberhasilan 50% dari misi penjelajahan ruang angkasa Mars sebelumnya menimbulkan kekhawatiran. Jika sebuah pesawat ruang angkasa ke Mars mengalami kerusakan teknis, kehilangan target, atau gagal meninggalkan permukaan dalam perjalanan kembali, maka para astronot akan terdampar, dan mungkin terpaksa mengonsumsi kapsul sianida untuk menghindari kematian karena dehidrasi. Ini akan selamanya meninggalkan bencana pada eksplorasi ruang angkasa. Namun, NASA masih secara tentatif membuat rencana untuk misi Mars berawak, yang kemungkinan akan terjadi sekitar tahun 2030.