ดาวอังคาร เป็นดาวเคราะห์ที่ได้รับความสนใจมากที่สุด ยานอวกาศลำแรกที่ประสบความสำเร็จในการผ่านใกล้ดาวอังคาร คือ ยานมารีเนอร์ 4 แสดงให้เห็นว่าพื้นผิวดาวอังคารมีหลุมและบ่อมากมาย ยานอวกาศมารีเนอร์อีกหลายลำต่อมา สามารถถ่ายภาพพื้นผิวรวมกันแล้วได้ครบทั่วทุกบริเวณ โดยเห็นภาพละเอียดถึง 1 กิโลเมตร ภาพถ่ายเหล่านี้ช่วยให้นักภูมิศาสตร์ทำแผนที่ของดาวอังคารได้ทั้งดวง บนพื้นผิวของดาวอังคารจึงพบการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ทางธรณีวิทยา เช่น ปล่องภูเขาไฟ หุบเหวกว้างและลึกร่องที่เหมือนกับร่องน้ำที่เคยเป็นทางน้ำไหลมาก่อน ยานที่สำรวจดาวอังคารต่อจากยานมารีเนอร์ คือ ยานไวกิง 2 ลำ ต่อจากยานไวกิงคือ ยานมาร์สพาธไฟเดอร์ ได้ชี้ให้ เห็นว่าบนดาวอังคารเคยมีน้ำไหลมาก่อน ล่าสุดยานมาร์สโกลบอล เซอร์เวเยอร์ ซึ่งกำลังเคลื่อนรอบดาวอังคารได้ส่งภาพหุบเหวที่เป็นร่องลึกหรือที่เรียกว่า แคนยอน ซึ่งคดเคี้ยวไปมา ในอนาคตสหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่น มีโครงการที่จะส่งยานอวกาศไปเก็บดินจากดาวอังคารกลับมาวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการบนโลก และอีกไม่นานมนุษย์จะเดินทางไปดาวอังคารเช่นเดียวกับการลงบนดวงจันทร์ เมื่อ พ.ศ. 2512