2 июня 2003 года ракетный носитель «Союз‑ФГ», снабженный блоком «Фрегат» отправил на МАрс космический корабль «Марс‑Экспресс». Отправка производилась согласно запуску первой Европейской межпланетной миссии. Корабль достиг орбиты красной планеты 25 декабря 2003 года. C корабля на поверхность Марса был спущен зонд «Бигл‑2», однако его приземление было неудачным, зонд разбился.

10 июня 2003 года ракета‑носитель «Дельта‑2» отправила к Марсу марсоход Spirit, всего марсоходов было два, Spirit  - один из них, созданный НАСА США в рамках проекта ассоциации Mars Exploration Rover. Марсоход достиг планеты 3 января 2004 года. Основной его функцией стало исследование геологических пород красной планеты. Так и происходило, до 2006 года, пока одно из колес марсохода не сломалось, в результате чего 23 апреля 2009 года устройство застряло на одном месте, которое астрономы нарекли Троей. В 30-х числах мая 2011 года НАСА огласила факт о прекращении миссии марсохода. 

7 июля 2003 года «Дельтой‑2» был отправлен к красной планете другой марсоход, получивший имя Opportunity – это был последователь Spirit в рамках проекта НАСА Mars Exploration Rover. 25 января 2004 года аппарат приземлился на Марса, его работа была аналогична Spirit. За весь период своего функционирования аппарат несколько раз модернизировался удаленно с Земли. По сей день он продолжает свою работу на поверхности Марса и постоянно передает новые данные о планете.

12 августа 2005 года ракета‑носитель Атлас V отправил к Марсу американский разведывательный спутник Mars Reconnaisance Orbiter. Этот спутник представляет собой многофункциональную автоматическую межпланетную станцию. 11 марта 2006 года спутник достиг дальней орбиты красной планеты. Данная станция способна различить объекты, диаметром до 30 сантиметров, таким образом, стало возможным детальное изучение поверхности этой планеты. И сегодня спутник работает на ее орбите.

26 ноября 2011 года ракета‑носителя Atlas V отправила к Марсу американский марсоход Curiosity, цель которого исследовать поверхность планеты. Ключевыми параметрами марсохода заявлена  «Марсианская научная лаборатория». Цель марсхода -  полноценный расширенный анализ почвы планеты и компонентов ее атмосферы.