Pioneer 10 es una sonda espacial no tripulada, la primera en cruzar el cinturón de asteroides y estudiar a Júpiter y sus lunas. Lanzada el 2 de marzo de 1972, Pioneer 10 es también la primera sonda en alcanzar la velocidad de escape del sistema solar. Actualmente se dirige en dirección a la estrella gigante naranja Aldebarán, que es el «ojo» del toro que forma la constelación de Tauro, ubicada a unos 65 años luz de distancia. Si nuestro sistema y el sistema de Aldebarán tuvieran velocidad cero entre sí, el Pioneer 10 lo alcanzaría en unos dos millones de años.
Pioneer 10 tomó las primeras imágenes de primer plano de alta resolución de Júpiter. Pasar a través del cinturón de asteroides no fue difícil; aunque a veces se lo describe como lleno de asteroides, de hecho están muy dispersos. Fieles a su nombre, Pioneer 10, y su nave hermana, Pioneer 12, fueron los primeros verdaderos pioneros de la exploración del sistema solar exterior.
Algunas de las asignaciones científicas asignadas a Pioneer 10 fueron el estudio de campos magnéticos interplanetarios y planetarios; parámetros del viento solar; rayos cósmicos; región de transición de la heliosfera; abundancia de hidrógeno neutro; distribución, tamaño, masa, flujo y velocidad de las partículas de polvo; Auroras jovianas; Ondas de radio jovianas; y la observación de la atmósfera de Júpiter, así como sus satélites.
La nave Pioneer 10 pesaba 276 kg, pequeña para una sonda interplanetaria, y fue construida como parte del programa Pioneer del Centro de Investigación Ames de la NASA. Al igual que algunas de las otras naves diseñadas para salir del sistema solar, incluía una placa informativa enviada como mensaje a cualquier extraterrestre que pudiera recogerla en el futuro.
Más recientemente, Pioneer 10 ha observado que se está acelerando muy ligeramente hacia el sistema solar a medida que avanza. A esto se le ha llamado la anomalía de Pioneer. Esta desaceleración no evitará que Pioneer 10 abandone el sistema solar, pero su presencia es muy confusa para los físicos, que están acostumbrados a poder predecir el comportamiento físico de tales objetos con mucha precisión. Aunque la razón de esta desaceleración puede ser mundana, como una fuga de gas, también se está considerando una física completamente nueva.