Phoenix était une sonde spatiale sans équipage qui a atterri à la surface de Mars le 25 mai 2008 et a fonctionné jusqu'au 2 novembre 2008. Phoenix a été opérationnel sur Mars pendant 157 sols (161 jours). Ses instruments ont été utilisés pour évaluer l'habitabilité locale et pour rechercher l'histoire de l'eau sur Mars. La mission faisait partie du programme Mars Scout ; son coût total était de 420 millions de dollars, y compris le coût du lancement. Les partenaires académiques et industriels comprenaient des universités aux États-Unis, au Canada, en Suisse, au Danemark, en Allemagne, au Royaume-Uni, la NASA, l'Agence spatiale canadienne, l'Institut météorologique finlandais, Lockheed Martin Space Systems, MacDonald Dettwiler & Associates (MDA) et d'autres sociétés aérospatiales entreprises. Il s'agissait de la première mission de la NASA sur Mars dirigée par une université publique. Phoenix était le sixième atterrissage réussi de la NASA sur Mars, après sept tentatives, et le premier dans la région polaire de Mars. L'atterrisseur a terminé sa mission en août 2008 et a effectué une dernière brève communication avec la Terre le 2 novembre alors que l'énergie solaire disponible diminuait avec l'hiver martien. La mission a été déclarée terminée le 10 novembre 2008, après que les ingénieurs n'ont pas pu recontacter l'engin. Après des tentatives infructueuses de contacter l'atterrisseur par l'orbiteur Mars Odyssey jusqu'au et après le solstice d'été martien le 12 mai 2010, le JPL a déclaré l'atterrisseur mort. Le programme a été considéré comme un succès car il a achevé toutes les expériences et observations scientifiques prévues.

Mars est la quatrième planète à partir du Soleil et la deuxième plus petite planète du système solaire, étant plus grande que Mercure. En anglais, Mars porte le nom du dieu romain de la guerre et est souvent appelée la "planète rouge". Ce dernier fait référence à l'effet de l'oxyde de fer présent à la surface de Mars, qui lui donne un aspect rougeâtre saisissant dans le ciel. Mars est une planète terrestre avec une atmosphère mince, avec des caractéristiques de surface telles que des cratères d'impact, des vallées, des dunes et des calottes polaires.

Olympus Mons, le plus grand volcan et la plus haute montagne connue de toutes les planètes du système solaire, et Valles Marineris, l'un des plus grands canyons du système solaire, se trouvent sur Mars. Le bassin lisse de Borealis dans l'hémisphère nord couvre 40% de la planète et peut être une caractéristique d'impact géante. Mars a deux petites lunes de forme irrégulière, Phobos et Deimos. Les jours et les saisons sur Mars sont comparables à ceux de la Terre car les planètes ont une période de rotation et une inclinaison de l'axe de rotation similaires par rapport au plan de l'écliptique.

Mars a été explorée par plusieurs engins spatiaux sans équipage. Mariner 4 a été le premier vaisseau spatial à visiter Mars ; lancé par la NASA le 28 novembre 1964, il a effectué son approche la plus proche de la planète le 15 juillet 1965. Mariner 4 a détecté la faible ceinture de rayonnement martienne, mesurée à environ 0,1% de celle de la Terre, et a capturé les premières images d'une autre planète depuis l'espace lointain . L'atterrisseur Viking 1 de la NASA a transmis les premières images de la surface martienne en 1976. Deux pays ont déployé avec succès des rovers sur Mars, les États-Unis l'ont fait pour la première fois avec Sojourner en 1997 et la Chine avec Zhurong en 2021. Des enquêtes évaluent l'habitabilité passée de Mars. , ainsi que la possibilité d'une vie existante. Des missions d'astrobiologie sont prévues, comme le rover Rosalind Franklin de l'Agence spatiale européenne. L'eau liquide à la surface de Mars ne peut pas exister en raison de la basse pression atmosphérique, qui est inférieure à 1% de la pression atmosphérique sur Terre. Les deux calottes glaciaires polaires de Mars semblent être constituées en grande partie d'eau. Mars peut facilement être vu de la Terre à l'œil nu, tout comme sa coloration rougeâtre. Sa magnitude apparente atteint −2,94, qui n'est dépassée que par Vénus, la Lune et le Soleil. Les télescopes optiques au sol sont généralement limités à la résolution d'éléments d'environ 300 kilomètres (190 mi) lorsque la Terre et Mars sont les plus proches en raison de l'atmosphère terrestre.