Die Mars-Missionen umfassten drei grundlegende Phasen. Die primitivsten waren die ersten Vorbeiflug-Missionen. Es folgten Orbiter und schließlich Lander und Rover. Im Jahr 2009 sind die Orbiter und Rover noch immer auf dem Planeten aktiv und sammeln Daten, die Wissenschaftler auf der Erde untersuchen können.
Die ersten Arten von Marsmissionen waren Vorbeiflüge. Zu diesen sehr frühen Flugzeugen gehörten die Mariner 3, 4, 6 und 7. Diese Flugzeuge flogen buchstäblich am Planeten vorbei und machten Bilder, während sie vorbeigingen. Diese Bilder waren die ersten Nahaufnahmen eines Planeten, die jemals gemacht wurden. Sie zeigten mondähnliche Einschlagskrater und zeigten, dass die von der Erde aus gesehenen Linien nicht die Kanäle waren, für die einige geglaubt hatten.
Orbiter wurden mit fortschreitender Technologie zum Mars geschickt. Dazu gehörten Mariner 8 und 9, Viking 1 und 2, Mars Observer, Mars Global Surveyor, Mars Climate Orbiter, 2001 Mars Odyssey, Mars Express und der Mars Reconnaissance Orbiter. Ab 2009 sendeten die Odyssey- und Reconnaissance-Orbiter immer noch konsequent Informationen zurück. Sie haben Anzeichen von Höhlen, Gletschern und Salzablagerungen auf dem Mars gezeigt, während die Gammastrahlen-Beweise auf die Möglichkeit von Ozeanen auf dem Mars hinwiesen. Der europäische Mars Express hat ähnliche Ergebnisse gezeigt.
Schließlich gingen die Mars-Missionen zu Landern und Rovern vor, die zur „praktischen“ Erkundung auf die Oberfläche des Planeten geschickt wurden. Dazu gehören Viking 1-2, Pathfinder, Polar Lander/Deep Space 2, Mars Exploration Rovers und Phoenix. Unter der Kontrolle der Wissenschaftler der National Aeronautics and Space Administration (NASA) bewegen sich die Rover um den Planeten und sammeln Daten zu wichtigen Themen. Spirit und Opportunity sind auch nach fünf Jahren immer noch stark. Obwohl sie von der Erde aus gesteuert werden, unterliegen sie dem Wetter und den Veränderungen auf der Marsoberfläche.
Zu Beginn des Jahres 2009 war die neueste der Marsmissionen der Rover Phoenix. Phoenix landete im August 2008 mit dem primären Zweck geologischer Natur. Es soll die Geologie hinter dem Wasser auf dem Mars untersuchen, was wiederum helfen würde, Klimaveränderungen zu verstehen. Es hat auch die Aufgabe, jeden möglichen Lebensraum in der Eis-Boden-Grenze zu entdecken.
Die Zukunft der Marsmissionen ist grenzenlos. Die NASA plant, Flugzeuge und Ballons an die Oberfläche zu schicken, um sie mit Nahaufnahmen aus der Luft zu untersuchen. Bei unterirdischen Erkundungen wird die Geologie des Planeten erforscht und nach Wasser oder Anzeichen von früherem Leben gesucht. Die von den Rover-Missionen gesammelten Proben werden Wissenschaftlern mit der Zeit die Möglichkeit geben, Gesteine, Böden und die Atmosphäre des Mars von der Erde aus zu untersuchen.