アメリカが2004年発表の新宇宙政策で、将来的に有人火星探査を目指す姿勢を明らかにしたことで、同国の無人火星探査も加速している。
14年2月現在、アメリカは火星周回軌道上で2001マーズ・オデッセイ(2001 Mars-Odyssey 01年打ち上げ)、マーズ・リコナイサンス・オービター(Mars Reconnaissance Orbiter 05年打ち上げ)を運用。火星表面では無人探査車オポチュニティー(Opportunity 03年打ち上げ)と、マーズ・サイエンス・ラボラトリー(Mars science Lab ; MSL 11年打ち上げ)を運用している。MSLは「キュリオシティー(好奇心)」という愛称が与えられて12年8月6日に火星へ到着した。14年2月現在、火星のゲールクレーターで探査を行っている。
このほか、すでに運用が終了したものには、オポチュニティーと同じ03年に打ち上げられた同型の探査車スピリット(Spirit、11年5月運用終了)、07年に打ち上げられ08年5月に火星に到着した火星着陸機フェニックス(Phoenix、08年11月運用終了)がある。
ESA(欧州宇宙機関)は火星周回軌道でマーズ・エクスプレス探査機を運用中である。