A tak začalo lidské okouzlení Marsem, který dnešní vědec Richard Zurek označuje za další "kopec".
"Mars byl pro lidi vždy přitažlivý, neboť je planetou, na které si můžete v duchu představit sami sebe. Sebe stojícího na povrchu, převyšujícího okolí, pozorujícího krajinu kolem jako byste vyhlíželi z domovních dvěří. Divíte se, co je za dalším kopcem. Mars je další kopec." Tak popsal svůj bezesporu zajímavý názor Zurek.
V 18. století vystoupil britský astronom William Herschel se svou teorií založenou na pozorováních mezi léty 1777 a 1783. Ve studii se mj. píše o řídké atmosféře Marsu, sněhové pokrývce a střídání ročních období, podobně jako na Zemi. Herschelova práce byla potvrzena o dvě století později, když první kosmické sondy bez lidské posádky přistály na Marsu. Italský astronom Giovanni Schiaparelli objevil v roce 1877 tzv. kanály, obrovské, tisíce kilometrů dlouhé brázdy v povrchu rudé planety, a zanesl je do mapy.
Američan Percival Lowell byl však nakonec tím, kdo na přelomu století způsobil obrovský zájem veřejnosti o Mars a průzkumy na něm. Popsal Mars jako planetu velmi podobnou Zemi, rozvrásněnou křížem krážem zmiňovanými kanály, které prezentoval jako umělé vodní cesty postavené Marťany. Tvrdil, že povrch Marsu je pokryt vegetací.
Mnoho Lowellových současníků jeho teorii kritizovalo, autoři science-fiction z počátku dvacátého století se však jeho nápady inspirovali a společně tak stvořili klasickou podobu Marťana, malého zeleného mužíčka.
Když ale oblétla v roce 1965 Mars první sonda Mariner 4, zelení mužíčci se vůbec neukázali. Na snímcích byla vidět pouze chladná nehostinná krajina, kterou se podařilo vůbec poprvé vyfotografovat. Mariner 4 vyslal i výsledky dalších měření, které prokázaly, že atmosféra Marsu je stopadesátkrát řidší než zemská.
Pomocí družic Mariner 6 a Mariner 7 byly v roce 1969 pořízeny další snímky a poprvé změřena teplota na jižním pólu. Ta dosahovala pouhých 150 Kelvinů (více než 100°C pod nulou). Mariner 9 umožnil o tři roky později první globální zmapování povrchu Marsu, zahrnující celou řadu zcela nových objevů.
V roce 1976 dokumentuje americká sonda Viking přítomnost velkého množství vodních ploch na Marsu. Byly zaznamenány obrovské záplavy, větší než kdy byly na Zemi. Co se ovšem stalo s vodou poté, to zůstává další nevyřešenou záhadou Marsu.
Čtvrtého července 1997, kdy se přistání lodi Pathfinder a mobilního vozítka Sojourner Rover na Marsu stalo nejsledovanější kosmickou událostí vůbec.
Přistávací modul Pathfinderu operoval na povrchu Marsu téměř třikrát tak déle než bylo původně zamýšleno, Sojouner Rover dvanáctkrát déle než původně plánovaných sedm dní. Z této mise vyzískali vědci z NASA 2,6 miliardy bitů informací, včetně více než šestnácti tisíc snímků z modulu, pěti set padesáti fotografií z roveru, patnácti chemických rozborů hornin či množství dat o klimatických činitelích.
