1971年5月30日，美国水手9号火星探测器发射成功。这是环绕火星的第一颗人造卫星。
1997年7月4日，美国火星探路者号飞船在火星表面着陆。它携带的索杰纳号火星车是人类送往火星的第一部火星车。
2001年4月7日，美国奥德赛号火星探测卫星发射升空，于2001年10月24日到达火星轨道。奥德赛号在火星南极附近发现了大量氢元素。
2003年6月10日，美国勇气号火星探测器发射升空。它是一个有6个轮子的地质考察机器人。
2003年7月7日，美国机遇号火星探测器发射升空，并于2004年1月25日着陆火星表面。机遇号首次在火星发现陨石。
2007年8月4日，美国凤凰号火星探测器发射升空，并于2008年5月25日在火星北极成功着陆。美国国家航空航天局宣布，凤凰号证实火星上的确存在水。
2011年11目26日，美国好奇号火星探测器发射升空，并于2012年8月6日成功降落在火星表面。好奇号是人类迄今登陆火星的最大、性能最强的探测器。