Η εξερεύνηση του Άρη ήταν μια σοβαρή προτεραιότητα των μεγαλύτερων διαστημικών προγραμμάτων του κόσμου από το 1960, όταν η Σοβιετική Ένωση προσπάθησε να εκτοξεύσει τα διαστημικά ανιχνευτές Korabl 4 και Korabl 5 στον Κόκκινο Πλανήτη ως μέρος του προγράμματος Marsnik. Οι πύραυλοι που προωθούσαν αυτούς τους ανιχνευτές απέτυχαν να παράσχουν επαρκή ώθηση και οι δύο έπεσαν πίσω και κάηκαν στην ατμόσφαιρα αφού μόλις έφτασαν στο διάστημα. Αυτή θα ήταν η πρώτη σε μια μακρά σειρά αποτυχημένων και μισά αποτυχημένων αποστολών στον Άρη.
Μεταξύ 1960 και 1964, οι Σοβιετικοί απέτυχαν να φέρουν ανιχνευτές στον Άρη σε επτά επιπλέον περιπτώσεις, με τους ανιχνευτές είτε να αποτυγχάνουν κατά την εκτόξευση είτε να σταματούν τις επικοινωνίες πριν φτάσουν στον πλανήτη. Το πρώτο επιτυχημένο ανιχνευτή στον Άρη ήταν το Mars 2, το οποίο έφτασε σε τροχιά γύρω από τον Κόκκινο Πλανήτη στις 27 Νοεμβρίου 1971. Το προσεδάφισμά του, το οποίο έπρεπε να προσγειωθεί και να λάβει μετρήσεις, συνετρίβη στην επιφάνεια του Άρη με ταχύτητα 6 km/s (13,421 mph) όταν το σύστημα καθόδου στη μονάδα δυσλειτουργούσε. Ωστόσο, αυτό ήταν το πρώτο ανθρωπογενές αντικείμενο που έφτασε στην επιφάνεια του Άρη, και ως εκ τούτου ένα ορόσημο στην εξερεύνηση του Άρη.
Η NASA εκτόξευσε αρκετούς ανιχνευτές στον Άρη τη δεκαετία του 1960, συμπεριλαμβανομένου του Mariner 4, το οποίο πέταξε δίπλα από τον Άρη στις 14 Ιουλίου 1965, παρέχοντας τις πρώτες κοντινές φωτογραφίες άλλου πλανήτη. Κατά την άφιξη στην τροχιά του Άρη, ένας άλλος ανιχνευτής της NASA, το Mariner 9, παρατήρησε μια καταιγίδα σκόνης σε ολόκληρο τον πλανήτη, το πρώτο και μοναδικό παράδειγμα αυτού του φαινομένου που είναι γνωστό επί του παρόντος. Οι καταιγίδες σκόνης σε ολόκληρο τον πλανήτη είναι αδύνατες στη Γη λόγω των ωκεανών και του μικρού ποσοστού της επιφάνειας της Γης που καλύπτεται από έρημο. Αντίθετα, ο Άρης καλύπτεται από 100% έρημο.
Η επιφανειακή εξερεύνηση της Χρυσής Εποχής του Άρη από διαστημικούς ανιχνευτές ήταν στα τέλη της δεκαετίας του 1970, όταν οι προσεδαφίσεις Viking 1 και Viking 2 έφτασαν στον Άρη, παρέχοντας τις πρώτες κοντινές λήψεις από την επιφάνεια άλλου πλανήτη. Αυτοί οι ανιχνευτές εξέτασαν επίσης το έδαφος για οργανικά μόρια, τα οποία δεν βρήκαν, απογοητεύοντας πολλούς που ήλπιζαν για σημάδια μικροβιακής ζωής στον Άρη. Οι αποστολές συνέβαλαν επίσης στην εξερεύνηση του Άρη, περιλαμβάνοντας τροχιακά που παρέμειναν σε τροχιά για πολλούς μήνες, στέλνοντας πίσω πληροφορίες για τον πλανήτη στη Γη.
Η πιο πολυαναμενόμενη πτυχή της εξερεύνησης του Άρη είναι αυτή της προσγείωσης ενός ανθρώπου στον Άρη. Ωστόσο, το ποσοστό επιτυχίας 50% των προηγούμενων διαστημικών αποστολών στον Άρη προκαλεί ανησυχία. Εάν ένα διαστημόπλοιο προς τον Άρη υποστεί τεχνική δυσλειτουργία, χάσει τον στόχο του ή αποτύχει να φύγει από την επιφάνεια στο δρόμο της επιστροφής, τότε οι αστροναύτες θα κολλούσαν και πιθανώς θα αναγκάζονταν να καταναλώσουν κάψουλες κυανίου για να αποφύγουν τον θάνατο από αφυδάτωση. Αυτό θα άφηνε για πάντα ένα κακό στην εξερεύνηση του διαστήματος. Ωστόσο, η NASA εξακολουθεί να καταστρώνει σχέδια για επανδρωμένη αποστολή στον Άρη, που πιθανόν να πραγματοποιηθεί κάποια στιγμή μετά το 2030.