Mars -tehtävissä on ollut kolme perusvaihetta. Alkeellisimmat olivat ensimmäiset lentomatkat. Näitä seurasivat kiertoradat ja lopuksi laskeutujat ja roverit. Vuonna 2009 kiertoradat ja rovers ovat molemmat edelleen aktiivisia planeetalla keräämällä tietoja maan tutkijoille tutkittavaksi.
Ensimmäiset Mars -tehtävät olivat lentomatkoja. Näihin hyvin varhaisiin veneisiin kuuluivat merimiehet 3, 4, 6 ja 7. Nämä lentokoneet lentävät kirjaimellisesti planeetan ohi ottamalla kuvia kulkiessaan ohi. Nämä kuvat olivat ensimmäisiä lähikuvia planeetasta, joka on koskaan otettu. Ne osoittivat kuun kaltaisia iskukraatereita ja osoittivat, että Maasta näkyvät linjat eivät olleet kanavia, joita jotkut olivat uskoneet olevansa.
Kiertoradat lähetettiin Marsiin tekniikan kehittyessä. Näitä olivat Mariner 8 ja 9, Viking 1 ja 2, Mars Observer, Mars Global Surveyor, Mars Climate Orbiter, 2001 Mars Odyssey, Mars Express ja Mars Reconnaissance Orbiter. Vuodesta 2009 lähtien Odyssey ja Reconnaissance Orbiters lähettivät edelleen jatkuvasti tietoja. Ne ovat osoittaneet merkkejä luolista, jäätiköistä ja suolan kerrostumista Marsilla, kun taas Gamma Ray -todisteet ovat viitanneet mahdollisuuteen valtameriin Marsissa jossain vaiheessa. Euroopan Mars Express on osoittanut samanlaisia havaintoja.
Lopuksi Mars -tehtävät etenivät laskeutujille ja rovereille, jotka lähetettiin planeetan pinnalle “käytännön” tutkimukseen. Näitä ovat Viking 1-2, Pathfinder, Polar Lander/Deep Space 2, Mars Exploration Rovers ja Phoenix. Kansallisen ilmailu- ja avaruushallinnon (NASA) tutkijoiden valvonnassa roverit liikkuvat ympäri planeettaa keräämällä tietoja keskeisistä kysymyksistä. Henki ja mahdollisuudet jatkuvat vahvana viiden vuoden jälkeen. Vaikka niitä ohjataan Maasta, ne ovat alttiita säälle ja Marsin pinnan muutoksille.
Vuoden 2009 alussa viimeisin Mars -tehtävistä oli rover Phoenix. Phoenix laskeutui elokuussa 2008, ja sen ensisijainen tarkoitus oli geologinen luonne. Tarkoituksena on tutkia Marsin veden takana olevaa geologiaa, mikä puolestaan auttaisi ymmärtämään ilmastonmuutosta. Sen tehtävänä on myös löytää mahdollinen elinympäristö jää-maaperän rajalla.
Mars -tehtävien tulevaisuus on rajaton. NASA aikoo lähettää lentokoneita ja ilmapalloja pintaan tutkimaan lähikuvia. Maanpäälliset tutkimukset tutkivat planeetan geologiaa ja tarkistavat, onko vettä tai merkkejä aiemmasta elämästä. Rover -tehtävien keräämät näytteet antavat ajan myötä tutkijoille mahdollisuuden tutkia kiviä, maaperää ja Marsin ilmakehää Maasta.