在越野车从着陆器开出后，着陆器便是一个自动操作的仪器工作站。它探测各个地区不同成分的岩石和土壤。该使命原计划30天，后延长为1年，以搜集因季节变化而不同的火星资料。其上装有火星探路者成像仪、α质子X射线频谱议、大气结构和气象实验装置等，通过17瓦固态放大器和X波段的低增益天线及双轴高增益天线通信联络，数据传输速率为700比特/秒。通信设备用100瓦太阳电池和银锌蓄电池供电。特别要指出的是，着陆器上装有一个立体望远镜系统，它装在一根可升降的杆上（能升到着陆器之上0.85米外），带有方位和高低驱动机构，能看到整个着陆器和附近的火星表面。面包箱大小的越野车上也装有α质子X射线频谱仪和前视、后视照相机等，用鞭状天线与自动操作的工作仪器站无线电通信，用车顶上的太阳能电池和蓄电池可供电17～30天。它与仪器工作站最大通信距离为500米，而这一距离越野车要走几周才能到达。
“火星探路者”着陆
“火星探路者”于1997年7月4日在火星表面着陆。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。1997年7月4日，携带“火星探路者”的飞船进入火星大气层，由降落伞带着以每小时88.5公里的速度飘向火星表面，并在着陆前数秒钟打开9个巨大的保护气囊。17时07分“火星探路者”在火星降落，在密封气囊的保护下，经过一番弹跳翻滚之后，在火星表面停了下来。
着陆成功后，飞船打开外侧的3个电池板，重10公斤的6轮火星车缓缓驶离飞船，落到火星地表。其行进路线是预先确定好的，首先朝目标区西南部的一个长100公里、宽19.3公里椭圆形区域缓慢前进。在探测区，经过对由古代洪水冲刷形成的一个488平方米的小岛的详尽观察，科学家发现火星山谷平原暴发过多次洪水，并有众多由水冲击而来的圆形岩石，其中许多岩石沿同方向排列，表明它们受到同样水流的冲击。科学家推测当时洪水有数百公里宽，水流量为每秒100万立方米。
“火星探路者号”太空船是美国宇航局花费了1.25亿美元完成的一项杰作，科学家们的巧妙设计使它能够像子弹一样射出，以2.8万公里的时速穿过太空，然后以14.2度倾角进入火星大气层。倾角的精度要求很严格，因为角度过大会造成激烈摩擦，导致太空船焚毁，而角度过小则会使太空船掠过大气层，飞离火星。
根据计划“火星探路者”主要是研究火星地表地质的形成和结构，探测火星岩石成分与矿物特征，报告气候与大气状态。
火星探测器“奥德赛号”
“奥德赛”的一个重要使命是在火星上找水，它所携带的俄罗斯制造的高能中子探测器，可以详细探测火星的近地表层，以确定火星地表下两米以内的含水区域，并绘制出这些区域的地图。此次探测计划共计耗资2.97亿美元。
“奥德赛号”的任务
“奥德赛号”火星探测器是继“火星气候卫星”和“火星极地着陆者”之后的第三个宇宙探测器。它的主要任务是观测火星南北极冰冠、云、沙尘暴等现象，以了解火星表面不同时间的变化，以及对火星表面矿物质进行测绘。
“勇气号”和“机遇号”这两台火星探测车拍摄的照片和其他资料有85%是以火星“奥德赛号”作为通讯中继卫星送回地球的，且火星“奥德赛号”每天可以各联络这两台探测车一次。卫星也协助探测车和已于2008年5月登陆的“凤凰号”火星探测器分析可能登陆地点的安全性。“奥德赛号”协助2006年3月到达的火星侦察轨道器在进行气阻减速时观测火星大气层的状况。
创下最长工作时间新纪录
2010年10月15日，美国NASA“奥德赛”火星探测器创下最长工作时间新纪录，超越了1997年到2006年期间工作的“火星全球勘测者”。
“奥德赛”拥有热辐射成像系统、中子光谱仪和高能中子探测器，其科学仪器已经探测到在火星表面以下存在大量的水冰，并对火星环境进行辐射安全方面的检查，绘制出火星地质矿物及元素的分布图。“奥德赛”的摄像装置提供了最高分辨率的整个火星图。
“奥德赛”的观测数据为选择和分析找到四个火星表面着陆点提供了依据。“奥德赛”向地球转发了几乎所有的“勇气号”和“机遇号”火星漫游车的数据信号。它还为“凤凰号”探测器提供数据转发服务，并最大程度地支持“好奇号”探测器进行的火星实验室任务。
“奥德赛”是根据美国未来学家、科幻小说大师克拉克的小说《2001：太空奥德赛》命名的，其大小与一辆轿车相仿。克拉克曾经成功地预测了人类的许多科学技术成就，如用卫星进行通信等。
欧洲“火星快车”探测器
欧洲宇航局花费3.5亿美元制造的“火星快车”无人探测器在进入地球轨道环绕地球飞行90分钟，再由专门的动力火箭将其送入真正的星际空间。经过长达6个月的星际远航，“火星快车”最终将进入火星周围的运行轨道，开始执行神圣的生命探测任务。
“火星快车”探测器的飞行
欧洲宇航局研制的第一个火星探测器“火星快车”空间探测器由俄罗斯“联盟－FG号”运载火箭在哈萨克斯坦拜克努尔卫星发射场发射升空，以每小时1万多英里的速度开始它的星际旅行。
欧洲宇航局发言人在“火星快车”发射升空后表示：“一切按照预定计划进行，发射过程看起来良好。”欧洲宇航局的科学主任大卫·索斯伍德说：“火星上曾经发生的事情非常重要，因为这些事情可能会在地球上发生。”
“火星快车”正式进入火星轨道后，沿着火星运行将近两年时间，帮助人们寻找火星上任何有关生命的标志。
探索火星意在寻找生命
1976年在美国执行的“海盗计划”中，“海盗1号”着陆舱在火星普拉尼蒂亚平原软着陆，“海盗2号”着陆舱在火星乌托匹亚平原软着陆，进行火星生命探索。“海盗号”探测器的目的是在火星表面寻找生命的征候。
遗憾的是，“海盗号”探测器没能发现生命的迹象。但是，所有维持生命所必需的元素在火星表面都找到了，这对人类来说是意义深远的。那时，“海盗号”为了探索火星生命，采用了当时最先进的技术，而今天看来大有改进的余地。
现在有了解决“海盗号”发现疑点的方法：这就是把荧光显微镜与图像处理法相结合。在适当条件下，使用某种化学物质就能产生与生物具有的酶反应发出荧光的物质。这就是让生物体发出荧光的原理。把这种化学物质掺入土壤试料，放置几分钟后用荧光显微镜观察，如果存在生物它就会发出荧光。这种方法操作简便，实验结果也很可靠。把这种方法应用于地球土壤，能够一个一个地检测出微生物细胞，进一步选定染色条件，还能快速地判别生物，这种方法无须添加培养液加以培养，所以对于探测未知生命是很合适的。这种方法的有利之处还在于能够把试料置于接近本来状态进行分析，可以同时了解生物的生态。
安装在“火星快车”探测器上的高分辨率立体摄像机，拍摄到了火星坑底部中存在一个沙丘地带。
图像中心为火星表面东经303、南纬43，图像分辨率大约为每像素16.2米。图像中显示的沙丘，位于名为Argyre Planitia（阿尔及尔平原）火星坑的西北部。该火星坑的直径为45公里，深2公里，沙丘长12公里，宽7公里。
在地球的干旱地区，沙丘具有非对称外貌，迎风地区相对平缓，而背风面相对陡峭。然而，火星上沙丘地带的外形特点表明，有风从东面吹向沙丘较为陡峭的西部。目前，研究人员还不清楚构成沙丘的物质，但是那些黑色的沙子可能是玄武岩的起源。
