ภารกิจของดาวอังคารเกี่ยวข้องกับสามขั้นตอนพื้นฐาน ดึกดำบรรพ์มากที่สุดคือภารกิจ flyby เริ่มต้น ตามมาด้วย orbiters และในที่สุดก็ถึง Lander และ Rover ในปี 2009 วงโคจรและยานสำรวจยังคงทำงานอยู่บนดาวเคราะห์เพื่อเก็บข้อมูลสำหรับนักวิทยาศาสตร์บนโลกเพื่อศึกษา
ภารกิจดาวอังคารประเภทแรกคือการบินผ่าน ยานยุคแรก ๆ เหล่านี้รวมถึง กะลาสี 3, 4, 6 และ 7 เครื่องบินเหล่านี้บินไปตามโลกอย่างแท้จริง ภาพเหล่านี้เป็นภาพถ่ายระยะใกล้ครั้งแรกของดาวเคราะห์ที่เคยถ่ายมา พวกเขาแสดงหลุมอุกกาบาตที่คล้ายกับดวงจันทร์และแสดงให้เห็นว่าเส้นที่เห็นจากโลกไม่ใช่คลองที่บางคนเชื่อว่าเป็น
วงโคจรถูกส่งไปยังดาวอังคารเป็นเทคโนโลยีขั้นสูง สิ่งเหล่านี้รวมถึงนัก เดินเรือ 8 และ 9, ไวกิ้ง 1 และ 2, นักสังเกตการณ์ดาวอังคาร, นักสำรวจทั่วโลกดาวอังคาร, ยานอวกาศของดาวอังคาร, 2001 โอดิสซีย์ดาวอังคาร, Mars Express , และ ยานสำรวจดาวอังคาร ในปี 2009 Odyssey and Reconnaissance Orbiters ยังคงส่งข้อมูลกลับมาอย่างต่อเนื่อง พวกเขาได้แสดงร่องรอยของถ้ำธารน้ำแข็งและคราบเกลือบนดาวอังคารในขณะที่หลักฐานของแกมม่าเรย์ชี้ไปที่ความเป็นไปได้ของมหาสมุทรบนดาวอังคาร ณ จุดหนึ่ง European Mars Express ได้แสดงการค้นพบที่คล้ายกัน
ในที่สุดภารกิจของดาวอังคารก็มุ่งสู่การลงจอดและรถแลนด์โรเวอร์ที่ถูกส่งไปยังพื้นผิวของดาวเคราะห์เพื่อการสำรวจ "ลงมือ" เหล่านี้รวมถึง Viking 1-2, Pathfinder, Polar Lander / Deep Space 2, Mars Exploration Rovers และ Phoenix ภายใต้การควบคุมของนักวิทยาศาสตร์การบินและอวกาศแห่งชาติ (NASA) นักวิทยาศาสตร์ยานสำรวจเคลื่อนที่ทั่วโลกเพื่อรวบรวมข้อมูลในประเด็นสำคัญ วิญญาณ และ โอกาส ยังคงแข็งแกร่งหลังจากห้าปี แม้ว่าพวกมันจะถูกควบคุมจากโลก แต่ก็ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศและการเปลี่ยนแปลงบนพื้นผิวของดาวอังคาร
เมื่อต้นปี 2009 ภารกิจล่าสุดของดาวอังคารคือรถแลนด์โรเวอร์ ฟีนิกซ์ ต้นอินทผลัม ลงจอดในเดือนสิงหาคม 2551 โดยมีวัตถุประสงค์หลักทางธรณีวิทยาในธรรมชาติ มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาธรณีวิทยาหลังน้ำบนดาวอังคารซึ่งจะช่วยให้เข้าใจการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ มันยังได้รับมอบหมายให้ค้นหาที่อยู่อาศัยที่อาจเกิดขึ้นในเขตดินน้ำแข็ง
อนาคตของภารกิจบนดาวอังคารนั้นไร้ขอบเขต นาซ่าวางแผนที่จะส่งเครื่องบินและลูกโป่งไปยังพื้นผิวเพื่อศึกษาด้วยมุมมองทางอากาศอย่างใกล้ชิด การสำรวจใต้ผิวดินจะสำรวจธรณีวิทยาของดาวเคราะห์และตรวจสอบน้ำหรือสัญญาณของสิ่งมีชีวิตก่อนหน้า ตัวอย่างที่เก็บรวบรวมโดยภารกิจรถแลนด์โรเวอร์จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้มีโอกาสศึกษาหินดินและบรรยากาศของดาวอังคารจากโลก


