أطلقت وكالة "ناسا" مركبة "فينيكس" إلى المريخ في ٤ أغسطس ٢٠٠٧ من كيب كانافيرال. هبط المسبار قرب القطب الشمالي للمريخ في مايو ٢٠٠٨، وحفر في التربة المتجمدة وأكد وجود جليد مائي قريب من السطح، كما درس كيمياء التربة والطقس قبل انتهاء مهمته في نوفمبر من العام نفسه. أعلنت "ناسا" سنة ٢٠٠٨ انتهاء مهمة المسبار "فينيكس" على المريخ بعد فقدان الاتصال به مع اقتراب الشتاء في منطقة هبوطه القطبية. كان المسبار قد حفر تربة المريخ وكشف جليد الماء تحت السطح، وقدم بيانات مهمة عن كيمياء التربة والبيئة القطبية وإمكانات وجود ظروف صالحة للحياة سابقًا. أطلقت وكالة "ناسا" مسبار "مافن" نحو المريخ من فلوريدا يوم ١٨ نوفمبر ٢٠١٣. صُممت المهمة لدراسة الغلاف الجوي العلوي للكوكب وفهم كيفية فقدانه الغاز والماء عبر الزمن، ودخل المسبار مدار المريخ في سبتمبر ٢٠١٤ وقدم بيانات أساسية عن تفاعل الغلاف الجوي مع الرياح الشمسية. دخل المسبار "مستكشف المريخ المداري" التابع لـ"ناسا" مدار المريخ عام ٢٠٠٦ بعد رحلة استمرت نحو سبعة أشهر. صُممت المهمة لدراسة سطح الكوكب وغلافه الجوي بدقة عالية والبحث عن آثار الماء، كما أصبح المسبار محطة اتصالات مهمة تنقل بيانات مركبات الهبوط والجوّالات من المريخ إلى الأرض. حلّق مسبار "ستاردست" التابع لـ"ناسا" قرب المذنب "وايلد ٢" في ٢ يناير ٢٠٠٤ على مسافة نحو ٢٣٦ كيلومترًا من نواته، وجمع جسيمات غبار مذنبي داخل مادة الإيروجيل. عادت كبسولة العينات إلى الأرض في يناير ٢٠٠٦، لتصبح المهمة الأولى التي أعادت عينات مباشرة من مذنب إلى المختبرات الأرضية.